CN102203605A - 处理生物样品的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于自动化生物处理的系统、装置、设备和方法。适于本发明的方案和生物处理程序的实例包括但不限于：免疫沉淀、染色质免疫沉淀、重组蛋白离析、核酸分离和离析、蛋白标记、分离和离析、细胞分离和离析、食品安全分析和基于珠的自动分离。在一些实施方案中，本发明提供了Western印迹处理的自动化系统、自动化装置、自动化盒和自动化方法。其他实施方案包括用于分离、制备和纯化核酸的自动化系统、自动化装置、自动化盒和自动化方法和用于处理、分离和纯化蛋白、肽等的自动化系统、自动化装置、自动化盒和自动化方法，所述核酸诸如DNA或RNA或其片段，包括质粒DNA、基因组DNA、细菌DNA、病毒DNA和任何其他DNA。

Description

处理生物样品的设备和方法
发明领域
本发明涉及处理生物分子的设备和方法，更具体而言，涉及处理生物分子的自动化方法和设备。
发明背景
某些实验室程序仍主要由低效的手工方法来进行，所述手工方法需要正在实施所述程序的科学家们或实验室技术人员的个别关注。这些程序有许多将得益于自动化。例如，诸如质粒制备的核酸纯化，仍是当前没有实现自动化费时低效的任务。逐渐的改善，如引入沉淀过滤器，已经降低了所需的动手时间，然而即便是最先进的核酸纯化试剂盒仍需要数个小时和个别关注。同样，Western印迹分析(Western blot analysis，蛋白质印记分析)处理是过程中需要将科学家或实验室技术人员束缚在实验台上的劳动密集过程。此外，这类过程在手工密集的程序中遭受人为的错误且缺乏可重复性。在某种程度上，所需要且本文所提供的是小巧的、不贵的、用户友好且灵活的仪器，用于在固体支持体上进行的反应、蛋白前体(preproteomics)样品制备、核酸应用和细胞分离应用，其使用便利性增强、劳动时间减少、错误降低和可重复性增强。
发明概述
在一些实施方案中，本发明提供了用于自动化生物处理的系统、装置、设备和方法。适于本发明的方案和生物处理程序的实例包括但不限于：免疫沉淀、染色质免疫沉淀、重组蛋白离析、核酸分离和离析、蛋白标记、分离和离析、细胞分离和离析和基于珠的自动分离。在具体的实施方案中，本发明提供了Western印迹处理的自动化系统、自动化装置、自动化盒(automated cartridge)和自动化方法。其他实施方案包括用于分离、制备和纯化核酸的自动化系统、自动化装置、自动化盒和自动化方法和用于处理、分离和纯化蛋白、肽等的自动化系统、自动化装置、自动化盒和自动化方法，所述核酸诸如DNA或RNA或其片段，包括质粒DNA、基因组DNA、细菌DNA、病毒DNA和任何其他DNA或其片段。
在一些实施方案中，自动化生物处理系统包括生物处理装置、至少一个生物处理盒(bioprocessing cartridge)、流体供应源(fluid supply)和用于控制至少一个与使用生物处理盒进行生物处理相关联的参数的计算机控制系统。在一些实施方案中，自动化生物处理系统可以包括多个生物处理盒。
在一些实施方案中，自动化生物处理装置包括一个或多个盒槽(cartridge slot)，每个槽被配置为容纳生物处理盒；可移动的流体容器托盘(fluid container tray)，其包括多个配置为可保持生物处理期间使用的流体容器的流体容器保持器(fluid container holder)；以及计算机控制系统，其被配置为控制至少一个与一个或多个生物处理盒中生物处理相关联的参数。
在一些实施方案中，自动化生物处理装置包括流体歧管(fluid manifold)，流体歧管被配置为将流体容器保持器中的一个或多个流体容器流体连接至一个或多个过程流体连接器(process fluid connector)。在一些实施方案中，所述自动化生物处理装置可以包括流体歧管(fluid manifold)，流体歧管被配置为使生物处理盒上的一个或多个控制流体连接器与一个或多个控制流体供应源(control fluid supply)连接。
在一些实施方案中，自动化生物处理盒包括至少一个生物处理腔(bioprocessing chamber)，生物处理腔被配置为容纳固体支持体，所述盒还包括多个中尺度的和/或微尺度的流体流动通道(fluid flow channel)，其通过至少一个泵与生物处理腔流体连通。
在一些实施方案中，所述生物处理的自动化方法包括提供容纳至少一个生物处理腔的生物处理盒和与生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的流体流动通道，以及将至少一种过程流体泵送通过多个中尺度的或微尺度的流体流动通道中的至少一个并泵入生物处理腔，所述生物处理腔容纳固体支持体。
在一些实施方案中，本文提供了容纳至少一个生物处理腔的生物处理盒，与生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的过程流体通道(process fluid channel)和多个内置的泵，所述生物处理腔被配置为容纳印迹膜，所述泵被配置为通过过程流体通道泵送流体。过程流体通道直径的变化范围为约10μm-约10mm、约100μm-约5mm、约250μm-约2.5mm、约500μm-约2mm或直径约为1mm。所述盒可以是塑料盒。所述盒还可以含有不易弯曲的管。在一些实施方案中，所述盒包括位于多个过程流体通道中的至少一个所确定的流路(flow path)中的至少一个入口阀(access valve)。至少一个入口阀中的每一个可以位于至少一个过程流体连接器和多个过程流体通道中至少一个通道之间的流路中，每个过程流体连接器被配置为将所述盒流体连接至一个或多个流体容器。在一些实施方案中，所述盒可以包括多于一个入口阀，其中可以将每个入口阀置于独立的过程流体连接器和多个过程流体通道之一之间的流路中，每个独立的过程流体连接器被配置为将所述盒与一个或多个流体容器流体连接。所述过程流体连接器可以为多个连接器，例如，2-20个吸入管(aspiration tube)和/或抽出管(expiration tube)、2-10个吸入管和/或抽出管或4-8个吸入管和/或抽出管。在一些实施方案中，所述盒可以包括位于每个过程流体连接器和多个过程流体通道中的每个通道之间的每个流路中的入口阀。在一些实施方案中，所述盒可以包括位于每个过程流体连接器和多个过程流体通道中的每个通道之间的每个流路中的入口阀。在一些实施方案中，所述盒可以包括位于生物处理腔中的印迹膜。所述印迹膜可以是Western印迹膜。所述盒的形状可以发生改变。在所述盒的一些实施方案中，深度的变化范围可以为约2mm-约5cm、约4mm-约4cm、约5mm-约2cm、约8mm-约1.5cm、约9mm-约1.2cm、约1cm或1cm。所述盒高度的变化范围可以为约10cm-约25cm、约12cm-约20cm、约14cm-约18cm、约15cm-约17cm、约16cm或16cm。所述盒宽度的最大变化范围为约10cm-约25cm、约12cm-约22cm、约16cm-约20cm、约17cm-约19cm、约18cm、18cm或约18.2cm或18.2cm。在一些实施方案中，所述盒可以成长方形或正方形。所述过程流体连接器直径的变化范围为约10μm-约10mm、约100μm-约5mm、约250μm-约2.5mm、约500μm-约2.0mm或直径约为1mm。在一些实施方案中，盒可被包装封装。在一些实施方案中，至少一个过程流体连接器的直径在它的远端渐缩为更小的内部直径。在一些实施方案中，至少一个最靠近(最接近)过程流体通道的过程流体连接器的内径为约0.5mm-约15mm、约1mm-约10mm、约2mm-约6mm、约4mm或4mm，并且离所述过程流体通道最远(远端)的至少一个过程流体连接器末端的内径为约10μm-约10mm、约100μm-约5mm、约250μm-约2.5mm、约500μm-约2.0mm或直径约为1mm。所述盒可以包括本说明书所提供元件的任意组合。
本文在一些实施方案中提供了自动化印迹处理装置，所述装置包括：一个或多个盒槽，每个槽被配置为容纳生物处理盒；和自动化控制系统，其被设定为控制至少一与按印迹方案在生物处理盒中处理印迹膜相关联的步骤。在一些实施方案中，所述装置可以包括约1-约8个、约2-约6个、约3-约5个或4个盒槽。在一些实施方案中，所述装置还可以包括生物处理盒。所述生物处理盒可以包括印迹，其中所述印迹是western印迹，所述印迹方案是western印迹处理方案。在一些实施方案中，所述印迹处理装置还可以包括生物处理盒中的印迹膜。所述自动化控制系统可以设置为自动控制印迹处理方案如western印迹处理方案的最多的步骤、所有步骤或除了一步、两步、三步或四步之外的所有步骤。在一些实施方案中，自动化印迹处理装置可以包括自动化控制系统，其被设置为消除需要诸如western印迹处理方案的印迹处理方案的所有步骤，消除需要除了一步、两步或三步之外的所有步骤。所述自动化印迹处理装置可以是如本文所提供的任何装置实施方案的任何装置。所述自动化印迹处理装置可以使用本说明书所述的任何生物处理盒。
在一些实施方案中，自动化生物处理方法包括：a)将至少一个生物处理盒插入自动化生物处理装置中，所述生物处理盒包括：i)至少一个其中容纳固体支持体的生物处理腔；和ii)与所述生物处理腔流体连接的多个中尺度的和/或微尺度的通道；以及b)在所述生物处理装置上启动生物处理方案，所述方案包括一个或多个下述步骤：i)控制所述生物处理盒上的泵和阀，从而从一个或多个容器向至少一个生物处理盒中每一个盒的至少一个生物处理腔提供试剂和/或样品，ii)控制所述生物处理盒上的泵和阀，从而使所述试剂和/或样品穿过至少一个生物处理盒中每个盒的至少一个生物处理腔再循环；和/或iii)控制所述生物处理盒上的泵和阀，从而从至少一个生物处理盒中每个盒的至少一个生物处理腔去除试剂和/或样品。
在一些实施方案中，所述方法包括对固体支持体施加一种或多种流体的方法，包括：a)将至少一个生物处理盒插入自动化生物处理装置，所述生物处理盒包括：i)至少一个其中容纳固体支持体的生物处理腔；以及ii)与至少一个生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的通道；b)在所述盒上实施泵送次序，其中所述泵送次序包括一种或多种流体添加循环，其中将流体从一个或多个容器泵送通过多个中尺度的和/或微尺度的通道中的至少一个通道并泵入至少一个腔。
本文提供了处理印迹的自动化方法，包括a)提供本文所述的生物处理盒的任何实施方案的生物处理盒，其中所述生物处理盒容纳印迹膜；以及将至少一种过程流体泵送通过所述多个过程流体通道中的至少一个通道并泵入所述生物处理腔。在一些实施方案中，可以通过如本文所述的任何生物处理装置的装置实施所述方法。所述方法可以包括通过所述装置在印迹膜上实施的印迹方案的所有步骤、除了一步之外的所有步骤、除了两步之外的所有步骤或除了三步之外的所有步骤。
在一些实施方案中，自动化生物处理系统、自动化生物处理装置、自动化生物处理盒和自动化生物处理方法，包括western印迹处理系统、western印迹处理装置、western印迹处理盒以及western印迹处理方法。
在一些实施方案中，自动化生物处理系统、自动化生物处理装置、自动化生物处理盒和自动化生物处理方法包括核酸分离、纯化和/或收集系统、核酸分离、纯化和/或收集装置、核酸分离、纯化和/或收集盒以及核酸分离、纯化和/或收集方法。
本文还提供了含有本文所述的任何生物处理盒的试剂盒。所述试剂盒还可以包括一个或多个管、容器或任何其他合适的流体贮存池(fluid reservoir)。
本文提供了生物处理盒，其包括至少一个配置为容纳固体支持体的生物处理腔和多个中尺度的和/或微尺度的过程流体通道，所述过程流体通道通过至少一个泵与所述生物处理腔流体连通，其中所述至少一个泵包括在生物处理盒之中或之上。在一些实施方案中，所述盒可以包括至少一个入口阀，其位于多个过程流体通道中至少一个通道所确定的流路中。所述至少一个入口阀中的每一个都可以位于过程流体连接器和多个过程流体通道中的至少一个通道之间的流路中，每个过程流体连接器被配置为将所述盒流体连接至一个或多个流体容器。在一些实施方案中，所述盒可以包括多于一个入口阀，其中将每个入口阀置于独立的过程流体连接器和多个过程流体通道中每个通道之间的流路中，每个独立的过程流体连接器被配置为将所述盒流体连接至一个或多个流体容器。在一些实施方案中，所述过程流体连接器可以被配置为通过歧管连接至所述流体容器。在一些实施方案中，所述过程流体连接器被配置为通过吸入管和/或抽出管连接至所述流体容器。在一些实施方案中，所述过程流体连接器可以是吸入管和/或抽出管。在一些实施方案中，所述盒可以包括入口阀，其位于每个过程流体连接器和多个过程流体通道中每个通道之间的每个流路中。固体支持体可以选自：印迹膜、过滤盒(filter cassette)、滤膜、滤纸、固相提取盒(solid phase extraction cassette)、固相提取盘、包括磁珠的多个珠及其组合。在一些实施方案中，所述生物处理盒在所述泵和所述腔之间的流路中包括至少一个、至少两个或至少三个过程阀(process valve)。在一些实施方案中，至少一个所述过程阀或所述入口阀包括关闭阀和/或打开阀的调节器。在一些实施方案中，至少一个所述过程阀和/或所述入口阀可以包括检查阀(check valve)。在一些实施方案中，所述生物处理盒可以包括两个或多个或三个或多个生物处理腔。在一些实施方案中，所述盒还可以包括多个控制流体通道。在一些实施方案中，所述盒还可以包括连至每个所述多个控制流体通道的控制流体连接器，每个控制流体连接器被配置为将盒流体连接至一个或多个自动化控制系统。在一些实施方案中，自动化控制系统控制过程阀和入口阀的打开和关闭，并控制至少一个泵。在一些实施方案中，所述盒可以包括与至少一个过程流体通道流体连通的染料腔(dye chamer)，其中当与流体接触时，所述染料腔中的材料改变颜色。在一些实施方案中，所述盒可以包括重复使用的盒(multi-use cartridge)。在一些实施方案中，处理腔可被配置为为用户提供处理腔的入口。在一些实施方案中，所述盒是一次性使用的盒。
本文还提供了自动化生物处理装置，其包括：一个或多个盒槽，每个槽被配置为容纳生物处理盒；可移动的流体容器托盘其包括至少一个流体容器保持器，所述流体容器保持器被配置为保持用于生物处理的容器；和自动化控制系统，其被设置为控制至少一个与一个或多个生物处理盒中的生物处理相关联的参数。所述装置可以包括2-8个盒槽或2-4个盒槽。在一些实施方案中，所述盒槽还可以包括：流体歧管，其被配置为将流体容器保持器中的一个或多个流体容器与一个或多个过程流体连接器流体连接；和/或控制流体歧管，其被配置为将一个或多个控制流体连接器与一个或多个自动化控制系统连接。所述歧管可以被配置为将一个或多个控制流体连接器与一个或多个自动化控制系统连接。在一些实施方案中，所述一个或多个自动化控制系统包括真空供应源(vacuum supply)和气压供应源(air pressure supply)。所述真空供应源和/或所述气压供应源可以包括在所述装置中。可选择地，所述真空供应源和/或所述气压供应源可以在所述装置外部。在一些实施方案中，所述真空供应源可以包括真空泵。在一些实施方案中，所述气压供应源可以包括压气机(compressor)。在一些实施方案中，所述盒槽可以包括多个用于容纳盒上的吸入管和/或抽出管并导引所述吸入管和/或抽出管进入流体容器保持器内流体容器中的开口或导引部件(guide feature)。在所述装置的一些实施方案中，所述装置可以包括至少一个可移动的流体容器托盘，其包括一组配置为向每个盒槽中的每个生物处理盒提供试剂和/或样品的流体容器保持器或贮存池。所述一组流体容器保持器还包括容器，其被配置为容纳来自多个生物处理盒中的每一个盒的流体或向多个生物处理盒中的每一个盒提供流体。在一些实施方案中，所述生物处理装置可以包括GUI。在一些实施方案中，所述自动化控制系统可以单独地对每个盒槽中生物处理盒上的泵和阀提供控制。在一些实施方案中，所述自动化控制系统可以为用户提供一个或多个控制参数的输入、预先编程方案的用户选择和/或方案的用户创建和存储。
本文还提供了使用自动化生物处理方法的方法，所述方法包括：提供生物处理盒，其包括至少一个在其中容纳固体支持体的生物处理腔和与所述生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的过程流体通道，以及将至少一种过程流体泵送通过多个过程流体通道中的至少一个通道并泵入生物处理腔。在一些实施方案中，所述泵送可以包括将一种或多种试剂和/或样品泵送入处理腔中且与固体支持体接触。此外，所述泵送可以包括使至少一种所述试剂从接近所述腔上部的通道通过所述盒上的泵流通并进入接近所述腔底部的通道。在所述方法的一些实施方案中，所述泵送包括将至少一种过程流体通过或穿过过滤器或膜的表面泵送入所述至少一个生物处理腔中。在一些实施方案中，过滤器或膜可以包括印迹膜。在一些实施方案中，印迹膜可以由生物处理腔中的印迹膜保持器固定。在一些实施方案中，过滤器或膜可以包括western印迹膜。在一些实施方案中，过滤器或膜可以包括细胞分离膜。在一些实施方案中，过滤器或膜可以包括裂解物过滤器。在一些实施方案中，至少一种过程流体可以包括至少一种封闭缓冲液。所述至少一种过程流体可以包括至少一种抗体和/或至少一种洗涤液。在所述方法的一些实施方案中，所述泵送可以包括：a)将封闭缓冲液添加至生物处理腔，b)使封闭缓冲液穿过印迹膜再循环，以形成封闭的印迹膜，c)将至少一种抗体溶液添加至生物处理腔，以及d)使至少一种抗体溶液穿过所述封闭的印迹膜再循环。使至少一种抗体溶液穿过所述封闭的印迹膜再循环可以包括：a)使一抗溶液穿过所述封闭的印迹膜再循环，b)洗涤印迹膜，c)将二抗溶液添加至生物处理腔；以及d)使二抗溶液穿过洗涤的印迹膜再循环。在所述方法的一些实施方案中，所述泵送可以包括将至少一种过程流体通过至少一种固相提取膜、至少一种固相提取盒或至少一种固相提取盘泵送入至少一个生物处理腔。在所述方法的一些实施方案中，所述固相提取膜、固相提取盒或固相提取盘可以包括硅可逆结合配基。在一些实施方案中，所述泵送可以包括泵送细胞培养基穿过细胞分离过滤器，以从细胞培养基中分离细胞，其中所述细胞被捕获在过滤器上。在一些实施方案中，所述泵送还可以包括：a)将捕获的细胞重悬浮于重悬浮缓冲液中，b)在裂解液中裂解细胞，以形成裂解物，c)中和裂解物；以及d)澄清裂解物。所述细胞可被重悬浮并被泵出生物处理腔并被泵入含有裂解液的容器中。在一些实施方案中，澄清裂解物可以包括泵送裂解物通过过滤器或膜，以移除不需要的细胞分子。在所述方法的一些实施方案中，所述泵送还可以包括：a)在含有结合膜的生物处理腔中提取至少一种生物分子，b)洗涤结合膜；以及c)从结合膜上洗脱生物分子。在所述方法的一些实施方案中，所述泵送还可以包括在含有沉淀过滤器的生物处理腔中沉淀生物分子。在所述方法的一些实施方案中，所述方法还可以包括在泵送之前对样品进行预处理。在一些实施方案中，预处理可以包括向样品添加盐溶液。在一些实施方案中，所述盐溶液可以是NaCl。
本文还提供了自动化生物处理方法，所述方法包括：a)将至少一个生物处理盒插入生物处理装置中，所述生物处理盒包括：i)至少一个其中容纳固体支持体的生物处理腔；以及ii)与所述生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的通道，b)在所述生物处理装置上起始生物处理方案，所述方案包括一个或多个下述步骤：i)控制所述生物处理盒上的泵和阀，从而从一个或多个容器向至少一个生物处理盒中的每个盒的至少一个生物处理腔提供试剂和/或样品，ii)控制所述生物处理盒上的泵和阀，从而使所述试剂和/或样品穿过至少一个生物处理盒中每个盒的的至少一个生物处理腔再循环；和/或iii)控制所述生物处理盒上的泵和阀，从而从至少一个生物处理盒中每个盒的至少一个生物处理腔移出试剂和/或样品。
本文提供了对固体支持体施加一种或多种流体的方法，所述方法包括：a)将至少一个生物处理盒插入生物处理装置中，所述生物处理盒包括：i)至少一个其中容纳固体支持体的生物处理腔；以及ii)与所述生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的通道；b)在所述盒上实施泵送次序，其中所述泵送次序包括进入一个或多个流体添加循环，其中将流体从一个或多个容器泵送通过一个流体流动通道并泵入所述腔中；其中在任何流体添加循环中添加的流体与在任何其他流体添加循环中添加的流体相同或不同。在一些实施方案中，泵送次序还可以包括在每次流体添加循环之后进入清除循环，其包括将所述腔中的流体泵入指定的废物容器(waster container)。在所述方法的一些实施方案中，所述泵送次序还包括在任何流体添加循环之后进入流通循环(circulating cycle)，其中所述流通循环包括打开连接于所述腔底部的流体流动通道中的阀，并将流体从所述腔的底部泵送通过一个或多个流体流动通道并泵入所述腔的顶部。在所述方法的一些实施方案中，所述方法还可以包括用可编程式控制器起始和终止所述泵送次序。在一些实施方案中，所述方法还可以包括独立地打开和关闭每个过程流体连接器中的阀，以选择性控制流入或流出所述流体流动通道的流体量。在一些实施方案中，所述方法还可以包括将多个盒插入盒槽中，并对每个盒实施泵送次序，其中对每个盒所实施的泵送次序与对任何其他盒所实施的泵送次序相同或不同。对每个盒所实施的泵送次序可以同时进行。在一些实施方案中，所述方法还可以包括用可编程式控制器对每个盒起始和终止泵送次序。在一些实施方案中，所述控制器可以是计算机的中央处理单元。在一些实施方案中，所述方法还可以包括将一个或多个选择程序存储在控制器中。在一些实施方案中，所述方法还可以包括通过选择存储于所述控制器中的程序起始指定的泵送次序。在一些实施方案中，所述方法还可以包括在GUI上显示一个或多个选择程序。
本文还提供了自动化生物处理系统，其包括：a)生物处理装置，其包括i)一个或多个盒槽，每个槽被配置为容纳生物处理盒，和ii)自动化控制系统，被设置为控制至少一个与一个或多个生物处理盒中的生物处理相关联的参数，以及b)一个或多个生物处理盒，其包括i)至少一个配置为容纳固体支持体的生物处理腔，ii)通过至少一个泵与所述生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的过程流体通道，其中所述至少一个泵包括在生物处理盒之中或之上。
如本文所用的，卡、盒、生物处理卡和生物处理盒被认为是可互换的。本文还提供了任何本文前述实施方案的盒、装置或方法，其中印迹包括蛋白或核酸。
附图简要说明
在附加的权利要求书中详细地阐明了本发明的新颖性特征。通过参考阐述示例性实施方案的下列详细描述和附图，将会更好地理解本发明的特征和优势，示例性实施方案利用了本发明的原理：
图1A-1D描绘了可选的生物处理装置的实施方案；
图2A-2C描绘了可选的生物处理装置的后视图；
图3A和3B显示了图形用户界面(GUI)的实施方案；
图4显示了生物处理装置实施方案的部件分解图(exploded view)；
图5显示了移除了壳体的生物处理装置的实施方案；
图6显示了可移动的流体容器托盘实施方案的部件分解图；
图7显示了流体容器保持器实施方案的部件分解图；
图8A-8F显示了试剂托盘和试剂贮存池的各种视图和实施方案；
图9A和9B显示了盒保持器实施方案的透视图；
图10A和10B显示了盒保持器实施方案的侧视图；
图11A和11B显示了盒保持器实施方案的剖视图；
图12显示了生物处理盒实施方案的部件分解图；
图13A和13B分别显示了生物处理盒实施方案的前视图和后视图；
图14显示了生物处理盒实施方案的透视图，其显示了正面和背面；
图15显示了过程流体连接器与吸入管/抽出管之间连接的实施方案的详细视图。
图16A生物处理盒实施方案的部件分解图；图16B-16D显示了图16A所示生物处理盒的一部分的近视图；
图17A和17B显示了生物处理盒实施方案的前视图和后视图；
图18A和18B显示了生物处理盒实施方案的前视图和后视图；
图19A和19B分别显示了生物处理盒实施方案的内视图和外视图；
图20A和20B显示了可选的生物处理盒的实施方案；
图21A和21B显示了印迹膜保持器的详细视图，所述印迹膜保持器可被插入生物处理盒的实施方案中；
图22A和22B显示了可选择的印迹膜保持器的实施方案；
图23显示了用于操作生物处理装置实施方案的基本用户界面的高水平流程图；
图24A和24B显示了如实施例1和2所述进行的western印迹的结果；
图25A和25B显示了如实施例3和4所述进行的western印迹的结果；
图26A-26E显示了如实施例5、6、7、8和9所述进行的western印迹的结果；
图27A-27D显示了如实施例10A和10B与实施例11A和11B所述进行的western印迹的结果；
图28A和28B显示了如实施例12A和12B所述进行的western印迹的结果；
图29A和29B显示了如实施例13A和13B所述进行的western印迹的结果；
图30A和30B显示了如实施例14A和14B所述进行的western印迹的结果；
图31A-31D显示了如实施例16A与16B和实施例15A与15B所述进行的western印迹的结果；
图32A-32D显示了如实施例18A与18B和实施例17A与17B所述进行的western印迹的结果；
图33A和33B显示了如实施例19A与19B所述进行的western印迹的结果；
图34A和34B显示了如实施例20A与20B所述进行的western印迹的结果；
图35A和35B显示了如实施例21A与21B所述进行的western印迹的结果；
图36A和36B显示了如实施例22A与22B所述进行的western印迹的结果；
图37显示了如实施例23所述进行的核酸纯化的结果；
图38显示了如实施例24所述进行的核酸纯化的结果；
图39显示了如实施例25所述进行的核酸纯化的结果；
图40显示了如实施例26所述进行的核酸纯化的结果；
图41A-41F显示了如实施例27所述进行的western印迹的结果；
图42A-42C显示了如实施例27所述进行的western印迹的结果；
图43A-43F显示了显示了如实施例27所述进行的western印迹的结果；
图44A和44B显示了如实施例30所述进行的核酸纯化的结果；
图45A和45B显示了如实施例31所述进行的核酸纯化的结果；以及
图46显示了如实施例32所述进行的核酸纯化的结果。
发明的详细描述
本文所公开的自动化生物处理系统、自动化生物处理装置、自动化生物处理盒和自动化生物处理方法包括用于实施一个或多个用于处理生物分子的方案的自动化生物处理系统、自动化生物处理装置、自动化生物处理盒和自动化生物处理方法，例如实施选自下述的生物处理程序：免疫沉淀、染色质免疫沉淀、重组蛋白离析、核酸分离与离析、蛋白标记、分离与离析、细胞分离与离析、食品安全分析和基于珠的自动分离，包括基于磁珠的自动分离。在一些实施方案中，生物处理系统可以包括标记的分子的利用，其中所述标记包括例如，免疫荧光或荧光标记，包括Qdot
Figure BPA00001350146800131
纳米晶体或Alexa Fluor
Figure BPA00001350146800132
染料。在一些实施方案中，处理生物分子的方案是用于处理固定在固体支持体上的生物分子的方案，例如结合生物分子的印迹膜。同样，所述方案可以是处理Western印迹(即，免疫印迹)、Northern印迹(Northern blot，RNA印迹)或Southern印迹(Sourthern blot，DNA印迹)的方案。一旦在生物处理装置上启动方案，则本文公开的自动化生物处理系统、自动化生物处理装置、自动化生物处理盒和自动化生物处理方法将提供自动化“放手的”生物处理，而呈现的性能是：即便不比相似的手工处理好，至少是一样好；最小化污染/清理；和/或增加效率和灵活性。
I.生物处理装置
在一些实施方案中，本文提供的自动化生物处理装置包括实施一个或多个用于处理生物分子的方案的自动化装置。在一些实施方案中，所述生物处理装置可以被配置为运行选自下述的方案和生物处理程序：免疫沉淀、染色质免疫沉淀、重组蛋白离析、核酸分离与离析、蛋白标记、分离与离析、细胞分离与离析、食品安全和基于珠的自动分离，包括基于磁珠的自动分离。
在一些实施方案中，自动化生物处理装置包括一个或多个用于容纳生物处理盒的槽，诸如两个或多个、三个或多个、四个或多个、五个或多个或六个或多个槽。每个槽可以单独地被配置为容纳和/或支撑所述装置中的生物处理盒，并将所述盒与可以用于所述装置的一个或多个流体容器流体连接。每个槽还可以包括盒保持器。在一些实施方案中，所述槽每个都包括将所述生物处理盒与一个或多个过程流体供应源连接的流体歧管。在一些实施方案中，所述槽包括用于容纳盒的开口，并可以将一个或多个吸入管/抽出管导引进一个或多个过程流体容器中，所述一个或多个过程流体容器例如置于所述装置中或包括在所述装置中的一个或多个过程流体容器。在一些实施方案中，每个槽包括单个开口，其包括至少一个导引构件，诸如在所述槽和/或盒保持器一侧或两侧的导引一个或多个吸入管/抽出管进入一个或多个过程流体容器中的凸出物(projection)或槽(groove)，所述一个或多个过程流体容器例如置于所述装置中或包括在所述装置中的一个或多个过程流体容器。在一些实施方案中，所述吸入管/抽出管是生物处理盒整体构成所必需的或可以连接于所述生物处理盒上的流体连接器。可以使每个吸入管/抽出管的大小合适，以便发挥按照包括在所述装置的中央处理元件中的生物处理方案或按照用户选择的方案所识别的功能。所述吸入管/抽出管的长度彼此可以相同或可以发生改变。
在一些实施方案中，每个槽将一个或多个控制流体供应源与置于所述槽中的生物处理盒连接。这类连接例如可以包括，控制流体歧管与插入每个槽中的盒的连接。在一些实施方案中，所述控制流体歧管被配置为与所述槽中的生物处理盒上的控制流体连接器形成密封的连接。在一些实施方案中，在某种程度上，通过使用密封垫或O-环或其他合适的密封机制，将所述控制流体歧管连至或密封至所述生物处理盒。所述控制流体歧管可以包括用于与生物处理盒上的每个控制流体连接器相互作用的个体供应连接器(supply connector)。在一些实施方案中，控制流体歧管是可重构的、可移动的和/或可替换的，从而为所述生物处理盒上的控制流体连接器提供可选择的配置。在一些实施方案中，使用诸如袋子或囊状物的可加压的、可充气的、弹性容器，当充气时，其导致供应连接器向生物处理盒上的控制流体连接器移动并连至如密封地连至所述生物处理盒上的控制流体连接器，从而可以将所述控制流体歧管推动至或连至生物处理盒上的控制流体连接器。在一些实施方案中，可以使用诸如装载弹簧的机制或自动或手动锁定机制的机械将控制流体歧管连至控制流体连接器。
在一些实施方案中，控制流体歧管用于通过与个体供应连接器流体连接的控制流体连接器，向生物处理盒上的各个控制通道提供诸如气压、真空或加压流体的控制流体。在一些实施方案中，控制流体用于向生物处理盒上的泵膜或阀膜的非接触侧面(即，没有与过程流体接触的膜的侧面)提供压力和/或真空，以启动所述泵或阀。该启动可以用来打开或关闭阀和/或用来促使泵将流体泵送通过生物处理盒上的过程流体通道。通过使用包括在自动化控制系统中的特别限定的方案，通过向泵和阀提供压力和/或真空可以控制所述泵和阀，从而以特定的顺序或按照特定指示控制各种阀或泵的启动，以便在生物处理盒实施一个或多个生物处理。
尽管本申请的其余部分通篇将提供的控制流体具体称为气压和真空，但是应当理解，可以使用其他控制流体以实施个体控制步骤，包括其他气态控制流体和其他液态控制流体，所述气态控制流体诸如氮或氧或富集的空气等。此外，在一些实施方案中，在进入生物处理盒和/或控制流体歧管之前，可以对一种或多种控制流体进行处理。这类处理可包括，诸如通过过滤、富集、压力控制、除湿、加湿等的纯化以促进有效的处理。
个体供应连接器中的每一个都可以与压力源和/或真空源流体连通。所述压力源和/或真空源可以包括外部压力或真空源，如“室内(house)”气压供应源(“air pressure supply”)和/或“室内”真空供应源(“house”vaccum supply)。在一些实施方案中，所述装置包括真空泵和/或压气机，并且将所述真空与气压之一或两者提供给生物处理盒，而不需使用外部供应源。所述装置还可以包括适当的压力计和调节器，以帮助控制对每个供应连接器提供的压力的量，因此控制通道和阀和泵，并且在一些实施方案中，所述装置包括贮存池，其用于贮存压力和真空，以提供给所述盒和限制或避免由压力或真空供应延时导致的压力或真空不足或延时，诸如由压气机和/或真空泵的响应时间导致的延时。
可选择地，在一些实施方案中，不是控制流体歧管，而是可以将生物处理盒上的一些或所有控制流体连接器单独地连至真空源和压力源。
在一些实施方案中，生物处理装置上的槽可以是可重构的、可移动的和/或可替换的，以提供不同配置、尺寸或类型的生物处理盒。槽可以包括各种导引构件、孔、保持器或其任何组合，以确保生物处理盒以正确的高度和方向保持在槽中，实施所需的生物处理。在一些实施方案中，盒可以垂直定向，以便将过程流体通常以向上的方向引进盒，并通常以向下的方向离开盒。该垂直方向可以用来保持空间，并且可以帮助从一个或多个生物处理腔有效地去除流体。在一些实施方案中，盒可以具有一个或多个通常不以垂直方向进入和/或离开所述生物处理盒的过程流体供应源。在一些实施方案中，盒可以水平定向，以便以水平方向将流体泵入和泵出盒。可以为防止流体损失或溢出而容纳所述流体，例如，通过将流体容纳在封闭容积的容器，所述容器能够变形以从容器排出流体或接受进入容器中。可以将流体泵入盒的生物处理腔，然后用抽吸或真空压力将流体吸出盒的生物处理腔。流体可以以相同的水平面或以平行于盒或盒平面的水平面定位。在一些实施方案中，流体和流体容器可以以与一个盒或多个盒垂直的方向定向，其中所述一个盒或多个盒通过将垂直的流体容器连接于一个水平的盒或多个水平的盒的管与流体容器流体连通。
在一些实施方案中，所述装置可以包括可移动的流体容器托盘，其包括一组或多组能保持生物处理期间使用的流体容器的流体容器保持器。流体容器保持器组的数量可以是按照被使用容器的方案的任何合适的数量。在一些实施方案中，流体容器保持器组的数量相当于或少于装置中槽的数量。在一些实施方案中，流体容器保持器组的数量可以多于装置中槽的数量。在一些实施方案中，诸如当使用的生物处理盒少于机器中槽的数量时的实施方案，可以在空槽下提供空的流体容器保持器。
按照将进行的生物处理，可以以合适的尺寸和数量将所述流体容器保持器配置为容纳废物容器、试剂容器和/或样品容器。例如，在一些实施方案中，提供的流体容器保持器容纳一组流体容器，而所述组包括至少一个样品容器、至少一个试剂容器和/或至少一个废物容器。在一些实施方案中，按照它们的功能，可以将流体容器保持器配置为每个容纳不同尺寸的容器。例如，在一些实施方案中，样品容器的尺寸根据一个或多个试剂容器差异制作，也可以将废物容器的尺寸根据试剂容器或样品容器或两者差异制作，并且试剂容器每个都可以是相同的尺寸。以这种方式，应当理解，一组流体容器保持器可以包括用于不同尺寸容器的多个不同尺寸的保持器。在一些实施方案中，流体容器保持器组用空的或预装填的试剂容器和可用的废物容器单独预包装，并且可以将流体容器保持器组置于可移动的流体容器托盘中，由操作员按照预定的方案将样品容器添加到适当的可用的流体容器保持器上。在一些实施方案中，将多组流体容器保持器与空的或预装填的试剂容器和可用的废物容器预包装在一起，以组装为可移动的流体容器托盘，或所述多组流体容器保持器可以提供有可移动的流体容器托盘。在一些实施方案中，所述流体容器保持器被配置为共用一个或多个容器。例如，流体容器保持器可被配置为共用废物容器或试剂容器。在一些实施方案中，流体容器保持器和/或可移动的流体容器托盘是重复使用的或一次性使用的。
在一些实施方案中，生物处理装置还包括自动化控制系统，其包括被设置为控制至少一个与生物处理程序或方案相关联的参数的计算机控制系统。在一些实施方案中，所述计算机控制系统可以被设置为控制一个或多个下述非限制性参数的实例：位于生物处理盒上的一个或多个入口阀的启动；位于生物处理盒上的一个或多个泵的启动；提供给一个或多个生物处理盒的一种或多种过程流体的量；一种或多种过程流体的混合；一个或多个固体支持体对一种或多种过程流体的暴露时间、一种或多种过程流体的泵送和流路、一种或多种过程流体的流通；泵送流速、次序、泵延时和从一个或多个生物处理盒添加和/或清除过程流体的体积以及向一个或多个生物处理盒，如向生物处理盒上的一个或多控制流体通道提供的压力和/或真空。
在一些实施方案中，自动化控制系统包括下述中的一个或多个：包括中央处理元件的计算机控制系统、图形用户界面(“GUI”)和操作员输入系统。所述中央处理元件可以包括存储器和一个或多个微控制器。在操作中，用户可以使用连通GUI的操作员输入系统和装载于计算机控制系统的软件或固件，以选择一个或多个存储的方案或进入一个或多个用户创建的方案，所述方案指示一个或多个微控制器开启所述装置内一个或多个槽中的一个或多个生物处理盒上的一系列阀和泵启动。阀和泵启动可以用压力和真空供应源控制。这些阀和泵启动可以用来将包括试剂和样品在内的过程流体从流体容器保持器中的容器泵入过程流体通道和生物处理盒的生物处理腔中，和将包括试剂和样品在内的过程流体从生物处理盒泵入一个或多个流体容器中，并根据所选方案处理样品。在一些实施方案中，使用每个方案的相同类型或不同类型的流体容器保持器组、容器、试剂和样品，自动化控制系统能在所述装置的多个生物处理盒上实施相同的或不同的方案。处理期间，所述GUI可为用户提供观察生物处理盒上正在进行的一个或多个方案的进程，并且所述计算机控制系统可提供指示处理完成或错误或处理期间可能发生的其他问题的警报。在一些实施方案中，生物处理装置和/或计算机控制系统还可以包括安全联锁装置(safety interlock)，如果所述装置处于一种或多种不安全或无准备状态，所述安全联锁装置阻止运行方案，例如作为非限制性实例，容器托盘没有完全插入所述装置、一个或多个生物处理盒没有正确地插入槽或没有正确地连接于空气和/或真空供应源、空气或真空供应不足、空气或真空供应超过安全限制和/或电供应不足或超过安全限制。
操作员输入系统可以包括诸如键盘、按键、鼠标、触摸屏的任何合适的输入系统，或由用户用来与计算机系统配合和用来运行软件或固件的任何其他合适的装置。生物处理装置中所用的软件或固件可以是专用的或可以是商用成品软件。在一些实施方案中，生物处理装置可以包括用于监测所述装置上运行的一个或多个方案进程的传感器。例如，所述装置可以包括用于检测方案各步期间所提供的压力和真空的压力和真空传感器、流速传感器、温度传感器、时滞传感器、检测与所述装置上进行的一个或多个处理步骤相关联的任何参数的传感器。传感器可提供记录在控制系统中的各个参数的被动检测或可提供用于控制进程和引导处理的主动检测。用任何合适的控制程序都可以发生这类控制，包括但不限于，成比例的、整体的、成比例的-整体的或成比例的-整体的-派生的控制。
在一些实施方案中，计算机控制系统还包括用于远程控制所述装置和/或用于将诸如软件或固件更新的信息上传进计算机控制系统和用于下载和/或存储与所述装置上实施的一个或多个运行相关联的信息的装置和/或机制。例如，通过诸如以太网接口、个人计算机存储器卡国际协会(Personal Computer Memory Card International Association)(PCMCIA)槽或通用串行总线(USB)接口的直接连接，通过无线电连接、通过诸如闪存盘或拇指碟、可写CD-ROM或DVD的便携式存储介质，所述装置可以将信息上传至装置或将任何运行所用的处理参数直接下载至计算机，或可以将所述装置连至诸如LAN或WAN的网络，或连至基于互联网的应用。此外，所述装置可以提供过程参数的安全记录，从而阻止或确保实施运行后，实际运行参数没有改变；并且可以提供运行日期/时间的确认。在一些实施方案中，软件或固件被设置为与诸如安全电子笔记本程序的电子笔记本程序相互作用，以将处理参数和运行数据直接下载到所述程序。
在一些实施方案中，装置制作的尺寸允许在典型的实验室桌上或化学通风橱中使用，并且可在诸如室温或冷室中的各种温度下使用。
使用中，自动化控制系统核实生物处理盒被正确地插入装置中，然后可以接受用户选择的方案(预装载的或用户创建的)。可以将所述生物处理装置预编程有诸如western方案或核酸纯化方案或southern方案的方案。在一些实施方案中，生物处理装置能存储其他方案。所述装置可允许用户从一列现有方案中选择或创建和储存用户确定的方案，例如，用户确定的western或核酸纯化方案。在一些实施方案中，所述装置还可允许更多连续的可重现的连续运行(run-to-run)实验。所述装置还可以编程有不需要运行间再优化的方案。在方案选择之后，自动化控制系统将按照所选的方案启动阀和泵，以将流体从流体容器泵入生物处理盒和其中的生物处理腔，从而在所述盒上实施所需的生物处理。
II.生物处理盒
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括由一层或多层基质层(substrate layer)形成的介观流控回路(mesofluidic circuit)或微流控回路(microfluidic circuit)。在一些实施方案中，生物处理盒在一层或多层基质层之间可以包括一个或多个其他的层或元件。在一些包括一个或多个其他的层或元件的实施方案中，至少一个其他的层或元件可以包括可与所述基质层和或压力源或真空源协同使用作为至少一个阀或泵的一个或多个膜或膜层。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括至少一个被配置为容纳固体支持体的生物处理腔和通过至少一个泵与生物处理腔直接或间接流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的流体流动通道，所述泵如与所述盒或构成盒的一个或多个层构成整体所必需的或包括在盒或构成盒的一个或多个层之中或之上的泵。在一些实施方案中，流体流动通道可以包括过程流体通道和/或控制流体通道。在一些实施方案中，生物处理盒可以包括两个或多个流体层。在一些实施方案中，生物处理盒可以至少一个过程流体层和控制流体层。在一些实施方案中，过程流体层和所述控制流体层之间可以直接或间接连通。在一些实施方案中，过程流体层可以包括其上具有多数过程流体通道的层，而所述控制流体层可以包括其上具有多数控制流体通道的层。
如本文所用的，术语“微尺度的”是指流动通道或其他结构元件的至少一个横截面尺寸在级别上为约0.1μm至约少于1000μm，如约0.1μm-约500μm、约10μm-约250μm或约100μm-约250μm，术语“中尺度的”是指流动通道或其他结构元件的至少一个横截面尺寸在级别上为约1000μm-约4mm，如约1000μm-约3.5mm、约1000μm-约2.5mm、约1000μm-约1.5mm或约大于1000μm、约大于1100μm、约大于1250μm或约大于1500μm。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括多个中尺度的和/或微尺度的过程流体流动通道。在一些实施方案中，过程流体流动通道可以在生物处理盒上的过程流体连接器与所述生物处理盒上的一个或多个泵、入口阀和/或过程阀之间提供流体连接。在一些实施方案中，过程流体流动通道可以用来提供诸如试剂和/或样品的过程流体，通过生物处理盒上的各种阀和泵，并进入生物处理盒上的任何一个或多个生物处理腔。通常，过程流体通道可以将诸如生物处理盒实施的实际处理中所用的试剂和/或样品的任何过程流体在适当的时间引导进适当的地方。在一些实施方案中，可以将一个或多个过程流体流动通道提供在不同于控制流体流动通道的流体层上。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括多个中尺度的和/或微尺度的控制流体流动通道。在一些实施方案中，控制流体流动通道是微尺度的。在一些实施方案中，控制流体流动通道是中尺度的。在一些实施方案中，控制流体流动通道可以在生物处理盒上的控制流体连接器与所述生物处理盒上的一个或多个泵、入口阀和/或过程阀之间提供流体连接。在一些实施方案中，控制流体流动通道可以用来向生物处理盒上的泵膜和阀膜单独提供压力或真空，以启动所述泵或打开或关闭所述阀。在一些实施方案中，控制流体流动通道可以在不同于过程流体通道的生物处理盒的流体层上。
在一些实施方案中，所述生物处理盒可以是一次性的盒。一次性的盒可以降低运行间交叉污染的危险。盒被被使得连续量的溶液或试剂可以被递送至所述盒以增加可重复性的方式配置。
在一些实施方案中，控制流体连接器可以被配置为将多个控制流体流动通道连接至自动化控制系统。在一些实施方案中，每个控制流体流动通道可以与独立的控制流体连接器流体连通。在一些实施方案中，控制流体连接器可以被配置为通过控制流体歧管与自动化控制系统连通。在一些实施方案中，生物处理盒可以被配置为容纳在生物处理装置的盒保持器中，其促使控制流体连接器与生物处理装置上的供应连接器流体连通，所述供应连接器与控制流体歧管流体连通。在一些实施方案中，使用可张开的囊状物或袋子、机械或手工闭锁机制或电闭锁或连接机制，或任何用于促使控制流体连接器与供应连接器流体连通的其他合适的机制，可以完成所述促使作用。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括一个或多个生物处理腔，其包括但不限于，一个生物处理腔、两个生物处理腔、两个或多个生物处理腔、三个生物处理腔、三个或多个生物处理腔、四个生物处理腔、四个或多个生物处理腔、五个生物处理腔或五个或多个生物处理腔，或任何合适数量的生物处理腔。例如可以通过任何合适的密封方式将所述生物处理腔关闭或密封，所述密封方式包括使用密封垫、o-环、焊接、夹子等，或者在一些实施方案中，操作员或用户可以接近一个或多个生物处理腔。在一些实施方案中，生物处理腔可以具有位于所述生物处理盒的不同流体层上的入口和出口，而在其他实施方案中，生物处理腔可以具有位于同一流体层上的入口和出口。在一些实施方案中，处理腔的容积应当适于允许流体自由地流过其中的固体支持体或自由地流过其中的固体支持体表面。在一些实施方案中，生物处理腔在存在固体支持体或不存在固体支持体下的流体体积为约1μl-约100ml，如约10μl-约100ml、约20μl-约100ml、约50μl-约100ml、约100μl-约100ml、约150μl-约100ml、约200μl-约100ml、约250μl-约100ml、约300μl-约100ml、约500μl-约100ml、约750μl-约100ml、约1ml-约100ml、约2ml-约75ml、约3ml-约60ml、约4ml-约50ml、约4ml-约45ml、约4ml-约40ml、约4ml-约35ml、约5ml-约30ml、约10ml-约25ml或约15ml-约20ml。
生物处理腔可以包括流体混合腔和/或可以容纳处理一种或多种样品的固体支持体。固体支持体可以是用于过滤、洗涤、染色、洗脱、收集、处理或实施化学反应或生物处理的任何支持体。在一些实施方案中，所述固体支持体可以选自下述中一种或多种：过滤盒、滤纸、沉淀膜、沉淀过滤器、固相提取柱、固相提取盒、固相提取盘、树脂，诸如印迹膜、滤膜、PVDF膜、尼龙膜、带正电荷尼龙膜和硝化纤维素膜的膜，诸如玻璃珠和磁珠的反应珠，含有诸如核酸微阵列、蛋白阵列的生物分子阵列和组织阵列的刚性平面固体支持体，显微镜载玻片和其组合。
在一些实施方案中，位于一个或多个生物处理腔中的固体支持体可以包括滤纸、过滤器或过滤盒。所述滤纸、过滤器或过滤盒可以包括具有合适的化学性质、孔径尺寸、形状和三维结构和用于既定用途并可能经配置用于纵向流(flow through)、横向流(cross flow)、切向流(tangential flow)或其任何组合的表面积的任何合适类型的过滤器，所述三维结构如对称的或不对称的三维结构包括“V”形或漏斗形孔结构。滤纸、过滤器或盒可以包括任何合适的材料，如聚苯醚砜、聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、尼龙、纤维素、三醋酸纤维素、聚丙烯腈、聚酰胺、玻璃纤维、硅石、聚砜、PVDF等。在一些实施方案中，位于一个或多个生物处理腔中的固体支持体可以包括沉淀膜或沉淀过滤器。在一些实施方案中，位于一个或多个生物处理腔中的固体支持体可以包括固相提取柱、固相提取盒或固相提取盘。在一些实施方案中，位于一个或多个生物处理腔中的所述固体支持体可以包括印迹膜。过滤器、滤纸或过滤盒可以是层或多层过滤器。在一些实施方案中，位于一个或多个生物处理腔中的固体支持体可以包括多种珠，诸如包被的珠、包被的玻璃珠、玻璃珠、磁珠或包被的磁珠。
在一些实施方案中，生物处理腔是打开的并为用户提供插入固体支持体的入口。在一些实施方案中，生物处理腔是打开的并被配置为容纳带有印迹膜保持器或不带印迹膜保持器的印迹膜。印迹膜保持器可以用来防止印迹膜与生物处理腔的一个表面接触或粘结，并可以用来促进各种过程流体绕着印迹膜表面和穿过印迹膜表面的流动。此外，在一些实施方案中，生物处理腔可以包括容纳处理样品期间形成的泡沫的额外空间。例如，在一些实施方案中，如果生物处理腔是打开的并且由用户插入带有印迹膜保持器或不带印迹膜保持器的印迹膜，则所述生物处理腔的尺寸可以被定制为在所述腔的顶部提供额外空间，以防止生物处理期间形成的泡沫的溢出。此外，生物处理腔的顶部可以被配置为腔的顶部比底部宽。该顶部增加的宽度为容纳泡沫的形成提供了额外容积，如果存在所述泡沫形成。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括一个或多个流动控制元件。在一些实施方案中，一个或多个流动控制元件可以选自泵、过程阀、检查阀、入口阀、层通道(layer pass-throughs)和/或通道阀(pass-through valve)。在一些实施方案中，可以将一个或多个流动控制元件置于由生物处理盒上的多个流体流动通道中的一个或多个所确定的流路中。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括约1-约10个泵，如约1-约8个泵、约1-约6个泵、约1-约5个泵或约1-约4个泵。所述泵可以包括在生物处理盒或生物处理盒的至少一层之中或之上，或所述泵是生物处理盒或生物处理盒的至少一层整体构成所需的。所述泵可以用来将过程流体从过程流体容器泵入盒或从盒泵出并通过盒上的多个过程流体通道。在一些实施方案中，使用与泵相关联的控制流体通道，其位于不同于与所述泵相关联的过程流体通道的流体层上，对所述泵膜提供压力和/或真空可以启动泵。以这种方式，所述泵可以包括与隔膜泵相似的膜泵。在一些实施方案中，当被启动时，所述泵可以导致处理通道中的流体流动混乱，而在其他实施方案中，所述通道中的流体流动可以是层流的或过渡的。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括约1-约20个入口阀，如约2-约18个、约3-约16个、约4-约14个、约5-约13个、约6-约12个或约7-约10个入口阀。在一些实施方案中，入口阀控制过程流体进入和离开生物处理盒，并且其通常与生物处理盒上的一个或多个过程流体连接器直接流体连通。在一些实施方案中，使用与所述入口阀关联的控制流体通道，其位于不同于与所述阀相关联的过程流体通道的流体层上，对入口阀膜提供压力或真空可以启动入口阀从而打开或关闭，进而打开或关闭生物处理盒上的至少一个过程流体通道与生物处理盒上的过程流体连接器之间的流体连通。当被关闭时，所述入口阀可以防止过程流体流入或流出生物处理盒。在一些实施方案中，所述生物处理盒可以包括位于过程流体连接器和多个流体流动通道中每个通道之间的每个流路中的入口阀。在一些实施方案中，多个过程流体连接器中的至少两个共用入口阀。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括约1-约25个过程阀，如约1-约22个、约1-约20个、约1-约18个、约2-约16个、约2-约14个、约3-约12个、约3-约10个或约3-约8个过程阀。取决于个体处理，过程阀可以被启动从而打开或被启动从而关闭。在一些实施方案中，通过不同流体层上的控制流体通道，对过程阀膜提供被供应的压力或真空可以启动过程阀，所述控制流体通道不同于与所述过程阀相关联的过程流体通道。在流体通过一个或多个入口阀进入生物处理盒中之后，按照方案，所述过程阀可以用来将流体在合适的时间引导至所述生物处理盒上合适的位置。在一些实施方案中，生物处理盒包括至少一个位于泵和生物处理腔之间的流路中的过程阀。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括检查阀。在一些实施方案中，生物处理盒可以包括至少一个检查阀。在一些实施方案中，一个检查阀或多个阀可以允许仅在一个方向上流过所述阀，包括层之间的流动，并且通过经由控制流体通道提供于阀膜的压力或通过与流动通道中在正确方向流动的过程流体相关联的压力而启动，从而打开用于在那个方向上流动。在一些实施方案中，提供检查阀，以便在生物处理盒两不同层之间供应控制流体。在一些实施方案中，提供的控制流体可以作为过程流体，诸如为干燥过滤器或膜提供气压或排出泵、通道或生物处理腔中残余的流体。在一些实施方案中，检查阀可允许流体在一个方向上流过它们，并且允许流体在一个方向上在层之间通过它们流动。在一些实施方案中，提供的检查阀允许在任一个方向上流过它们，但是允许仅在一个方向上通过它们流动，所述一个方向如从所述生物处理盒的过程流体层至控制流体层或从所述生物处理盒的控制流体层至过程流体层。在一些实施方案中，所述生物处理盒包括至少一个是过程阀或入口阀的检查阀。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括至少一个层通道或通道阀。层通道或通道阀可以提供过程流体在生物处理盒的不同流体层之间的流动。例如，如果生物处理腔入口位于不同于给定的流动通道的流体层上，所述给定的流动通道与用于腔的流体相关联，则所述流动通道可以引导流体至层通道或通道阀，在那里流体从一个流体层转移至与所述处理腔入口相关联的流体层，然后流体通过其他流体层上的过程流体通道继续进入处理腔中。层通道通常是流体层之间的被动流体连接，而通道阀可以通过流体通道本身的压力或通过控制流体启动，通过需要启动从而打开或关闭，控制流体从一层至另一层的流动。
在一些实施方案中，生物处理盒包括一个或多个过程流体连接器。在一些实施方案中，所述过程流体连接器可以包括管或管样结构，其被配置为将盒流体连接至一个或多个外部(即，不在生物处理盒上)流体容器。可以将流体引入盒或从盒移出，并且通过过程流体连接器被引入一种或多种流体容器或从一种或多种流体容器移出，然后通过流体流动通道被运送进生物处理盒的各部分。在一些实施方案中，一个生物处理盒或多个盒可以包括约3-约20个过程流体连接器，如约4-约18个、约5-约16个、约6-约14个或约8-约12个过程流体连接器或约3或更多个过程流体连接器、约4或更多个过程流体连接器、约5或更多个过程流体连接器或约6或更多个过程流体连接器。在一些实施方案中，过程流体连接器被连至生物处理装置上的过程流体歧管，通过多个流动通道中的一个或多个可以将各种过程流体通过所述过程流体歧管提供于生物处理盒和从所述生物处理盒移出。在一些实施方案中，每个过程流体连接器容纳来自独立的流体容器的流体，其中每个容器可以容纳与另一个容器相同或不同的流体。
在一些实施方案中，过程流体连接器可以通过吸入管/抽出管与过程流体贮存池流体连通，所述吸入管/抽出管可与过程流体连接器流体连通或过程流体连接器可以是吸入管/抽出管。当置于生物处理装置的槽中时，吸入管/抽出管可从盒伸出并伸入流体贮存池。在一个实施方案中，当将盒插入盒槽中时，吸入管/抽出管可以伸入置于盒槽下面的贮存池中。贮存池可以是能保持流体的任何管、瓶、小瓶或相似的贮存池。在一些实施方案中，贮存池可以包括密封层，其可以允许吸入管/抽出管的尖端(tip)进入贮存池，但是还可以降低外部物质进入贮存池的风险，或所述密封层可以降低贮存池中的试剂或流体的损失。吸入管/抽出管彼此可以是相同的长度或不同的长度，这取决于一个贮存池或多个贮存池(reservoirs)的尺寸和/或形状。而吸入管/抽出管可以用来将过程流体从贮存池运送进盒中，吸入管/抽出管还可以用来将作为废物的流体从盒排进一个或多个贮存池。
此外，在一些实施方案中，与吸入管/抽出管和一个生物处理盒或多个盒协同，容器可以用来容纳一个或多个用于生物处理期间过程流体的容器或混合容器。例如，在一些实施方案中，流体可以从一个过程流体容器移入生物处理盒，然后从生物处理盒移出，并进入不同的容器。以这种方式，用生物处理盒提供流体的混合，可以在容器间来回泵送流体。可选择地，在一些实施方案中，流体可以从相同容器移出并回到相同容器中，在没有将它与任何其他流体合并的情况下，提供流体的混合。然而，在一些实施方案中，一个或多个容器和一个容器保持器或多个保持器、容器托盘和生物处理装置可以被配置为在容器中提供流体的搅拌，例如，磁力搅拌棒或用于在容器中搅拌或搅动流体的任何其他合适的搅拌机制。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括一个或多个预装载的或已装载的过程流体或处理试剂。在这类实施方案中，过程流体或处理试剂可以包括在盒单独的贮存池或腔中，或可以包括在一个或多个盒的泵或通道中。在一些实施方案中，预装载的或已装载的过程流体或处理试剂可以包括过程流体或过程流体的组分。在一些实施方案中，预装载的或已装载的过程流体或处理试剂可以包括暴露于过程流体后溶解在过程流体中的处理试剂。
在一些实施方案中，可以将生物处理盒设计为重复使用的。在一些实施方案中，所述盒可以是一次性的和/或可被设计为特定或限制使用次数的，如约20次使用或更少、约15次使用或更少、约10次使用或更少、约9次使用或更少、约7次使用或更少、约5次使用或更少或约3次使用或更少。在一些实施方案中，可以将方案提供在自动化控制系统上，以便在再使用前，提供对重复使用的盒的清洗。因此，在一些实施方案中，盒可以是消耗品。
在一些实施方案中，所述生物处理盒可以是一次性使用的盒。在一些实施方案中，盒可以包括指示器，其被配置为当盒被使用过和/或没有被使用过时发出信号。在一些实施方案中，指示器可以是用于指示盒何时被使用过和/或没有被使用过的任何合适的指示器。在一些实施方案中，指示器可以是位于卡的合适位置的颜色指示器(color indicator)，如位于颜色指示器腔中，该颜色指示器在生物处理期间可以持续改变颜色，以指示盒被使用过了。在一些实施方案中，生物处理装置的自动化控制系统可以被配置为检测颜色改变，并且当将用过的卡置于槽中时，其阻止操作。在一些实施方案中，生物处理装置的自动化控制系统可以被配置为在颜色改变前和颜色改变后检测指示器颜色，并且当不同时间没有观察到一种或两种颜色时，其阻止或停止操作。
在一些实施方案中，所述指示器可以包括诸如白色吸水基质的吸水基质，例如一侧由红色染料浸渍而另一侧是白色的纸带，以便当所述基质被浸湿时，染料扩散遍及所述基质，将白色的一侧转变成红色。在一些实施方案中，最初将白色的一侧展示给所述装置的探测器。当盒用过时，然后探测器可以测到指示器中白色至红色的改变。在一些实施方案中，通过将生物处理装置中使用的一些流体引导至含有一条颜色指示胶带(color indicator tape)的单独的腔中可以引起颜色改变。通过包括允许流体流入胶带腔(tape chamber)，但在其已经与所述染料相互作用后，阻止所述流体返回过程流体通道，所述胶带可以保持浸湿。此外，一旦指示器材料被浸湿，则染料遍及所述基质重新分布，进而使白色一侧变成红色，甚至在基质干了以后，所述颜色仍保留在基质中。合适的颜色指示胶带的实例描述在美国专利第7,105,225号中，通过引用将其全部内容并入。此外，合适的指示胶带可以包括水接触指示胶带，例如3M
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水接触指示胶带5557、5558或5559。
在一些实施方案中，所述水敏性纸或胶带可以包括置于生物处理盒两层之间和腔内的小片圆形纸或胶带(约5-15mm，如直径8mm)，当将卡从仪器中取出后，所述腔允许顾客清晰地看见所述小片圆形纸或条带，并且当将所述盒插入仪器中，所述腔允许电子颜色传感器(color sensor)清晰地探测到所述小片圆形纸带或条带。当运行期间使用盒时，盒中的一小部分第一流体进入含有纸或胶带的腔，引起颜色改变。运行时间不到约20秒后，就可以发生该改变。可以将诸如整合有LED彩灯的颜色传感器的电子颜色传感器嵌入生物处理装置，诸如盒槽中。当运行方案时，在用户按下″运行(Run)″键后，颜色传感器检测纸或胶带的颜色，并可以将信息发送至GUI，如果检测到错误的颜色，则GUI将提示用户插入新卡。在一些实施方案中，所述系统还可以允许运行期间第二颜色检测。在一些实施方案中，所述第二颜色检测按下述进行：在运行了设定长度的时间之后，如约1分钟-约10分钟，例如约2分钟或更多、约3分钟或更多、约4分钟或更多或约5分钟或更多，GUI再次询问传感器，以确定纸或胶带的颜色是否改变了。如果纸或胶带的颜色没有改变，则显示错误信息并停止方案。
在一些实施方案中，颜色传感器可以按下述确定颜色改变。在校准时，每个传感器都可以输出响应于标准红卡和标准白卡的信号。将那些信号(kHz)的中点确定为被认为是红色(用过的)和被认为是白色(未用过的)的分界点(dividing point)。该信息可被永久保存在仪器存储器中。在用户操作中，该信息用于上文所述第一颜色检测。对于第二检验，设定时间之后，进行另一次检查，例如运行2分钟后，将返回值(returned value)与第一次的比较。如果1kHz改变为1或更多，则确定卡没有被干扰且运行继续。如果没有检测到改变，则运行可被终止并指示用户插入一个新的盒或多个新的盒。
在一些实施方案中，颜色传感器可以按下述确定颜色改变。在校准期，在设定的时间间隔产生一系列测量值，以建立基线颜色水平。校准期后，在设定的时间点产生颜色测量值。将每个测量值与基线水平比较。一旦检测的颜色水平比基线颜色水平大于约2个标准差、大于约3个标准差、大于约4个标准差或大于约5个标准差，则认为颜色发生了改变且认为卡没有被干扰，运行继续。如果没有发生合适数量的标准差数所测定的颜色改变，则则运行可被终止并指示用户插入一个新的盒或多个新的盒。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括一个或多个泵、阀、过程流体通道和/或控制流体通道，其是盒整体构成所需的，诸如包括在盒的一层或多层上。在一些实施方案中，过程流体通道和/或控制流体通道是刚性流动通道或具有一个或多个刚性壁。所述通道可以具有任何合适的横截面形状，包括圆形、椭圆形、正方形、长方形、D-形和任何其他合适的多边形横截面。在一些实施方案中，一个或多个通道可以具有D-形横截面或正方形或长方形横截面，其中通道的基本上为半圆形的部分(对于D-形横截面)或通道的三个侧面(对于正方形或长方形横截面)具有刚性壁，并且其中通道的平整的部分(D-形状)或通道的第四个侧面由薄膜形成，所述薄膜与刚性壁可以是相同的或不同的材料，且其是柔韧性的或不如刚性壁所用的材料硬或比刚性壁所用的材料硬。在一些实施方案中，由于薄，而不是由于柔韧性或刚性较少的材料固有的材料性质导致柔韧性或刚性较少的材料是柔韧的或刚性较少的。例如，在一些实施方案中，一个或多个过程流体通道或控制流体通道可以具有D-形或正方形或长方形的横截面，其中一个或多个通道的平整侧面(D-形)或侧面之一(正方形或长方形横截面)包括金属的或塑料的薄膜或箔，而一个或多个通道的另一侧面或几个侧面包括塑料。在一些实施方案中，过程流体通道和/或控制流体通道不是柔韧性的管。
在一些实施方案中，生物处理盒可以是常规形状，如长方形、正方形或大体上长方形或大体上正方形，而在其他实施方案中，生物处理盒可以具有更复杂的多边形形状或可以是大体上多边形的形状或可以是不规则的形状。在一些实施方案中，盒的至少一维度长于约5cm，如至少一维度为约6cm-约40cm，如约7cm-约37cm、约8cm-约35cm、约9cm-约30cm、约10cm-约25cm、约11cm-约22cm、约12cm-约21.5cm、约12cm-约20cm、约12cm-约18.5cm、约14cm-约18.5cm，排除由于隆起而对生物处理盒维度的任何添加，包括但不限于诸如过程流体连接器、控制流体连接器和吸入管/抽出管的隆起。在一些实施方案中，生物处理盒可以大体上为平整的，至少一维度(“深度”)基本上短于其他维度的一个或两个。在一些实施方案中，生物处理盒的深度少于上述所测量的最长维度的约50％，如少于最长维度的约40％、少于最长维度的约30％、少于最长维度的约25％、少于最长维度的约20％、少于最长维度的约15％、少于最长维度的约10％或少于最长维度的约7.5％。
在一些实施方案中，生物处理盒可以包括一个或多个盒对准导件(cartridge alignment guide)，以确保盒以正确的方向插入盒槽。在一些实施方案中，盒对准导件可以是一个调整物(tab)或多个调整物或一个凸出物或多个凸出物或一个槽或多个槽，其安装在与插入了盒的盒槽相对应的盒槽的开口中。
III.生物处理方法
在一些实施方案中，生物处理方法包括：提供生物处理盒，其中所述盒包括至少一个容纳固体支持体的生物处理腔和与所述生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的流体流动通道；以及将至少一种过程流体泵送通过所述多个过程流体通道中的至少一个并泵入所述至少一个生物处理腔。在一些实施方案中，所述泵送包括将一种或多种过程流体和/或样品泵送入所述处理腔中且泵入与所述固体支持体接触。被运送至盒固体支持体的过程流体可以是在所需的生物处理中使用的任何合适的溶剂、溶液或试剂，包括但不限于用于化学反应的液体试剂、用于洗涤的溶剂或溶液、抗体溶液、缓冲液、封闭缓冲液和含有荧光标记试剂的溶液。所述过程流体还可以包括待处理的样品，如蛋白、核酸和其他大分子、细胞、细胞裂解物和其组合。在一些实施方案中，至少一种过程流体包括至少一种封闭缓冲液。在一些实施方案中，至少一种过程流体包括至少一种抗体。在一些实施方案中，至少一种过程流体包括至少一种洗涤液。在一些实施方案中，生物处理方法可以包括在泵送之前对细胞进行预处理。在一些实施方案中，对细胞进行的预处理可以包括向所述细胞添加盐，所述盐例如，NaCl、MgCl2、CaCl2、NH4Cl等。可以用任何合适的预处理细胞的方法对细胞进行预处理，以增加质粒产量。在一些实施方案中，盐溶液浓度可以是用于提高产量的任何合适的浓度，例如，浓度为约0.1M-约0.5M、约0.2M-约0.5M。在一些实施方案中，所述盐浓度可以是用于将质粒产量增加至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少55％、至少65％的任何合适的浓度。
在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔包括，将至少一种过程流体泵送通过接近所述腔的底部的流动通道。在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔包括，将至少一种过程流体泵送通过接近所述腔顶部的流动通道。在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔包括，将至少一种过程流体通过泵送通过接近所述腔侧部的流动通道。
在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔包括，使至少一种过程流体从生物处理腔通过接近所述腔底部的流体流动通道流通，并通过接近所述腔上部的流体流动通道返回所述腔。
在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔包括，使至少一种过程流体从生物处理腔通过接近所述腔顶部的流体流动通道流通，并通过接近所述腔上底部(bottom upper portion)的流体流动通道返回所述腔。
在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔包括，使至少一种过程流体从生物处理腔通过接近所述腔侧部的流体流动通道流通，并通过接近所述腔底部的流体流动通道返回所述腔。
在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔包括，将至少一种过程流体通过滤器或滤膜泵送入至少一个生物处理腔。在一些实施方案中，滤膜包括印迹膜。在一些实施方案中，滤膜包括western印迹膜。在一些实施方案中，过滤器包括细胞分离膜或细胞捕获膜。在一些实施方案中，过滤器包括裂解物澄清过滤器。在一些实施方案中，过滤器包括核酸沉淀过滤器。在一些实施方案中，过滤器包括核酸纯化过滤器。在一些实施方案中，一个或多个滤膜或一层或多层滤膜的至少一个孔径尺寸为约0.2μm-约3μm、约0.45μm-约2.5μm、约0.5μm-约2.4μm、约0.65μm-约2.2μm、约0.8μm-约2.0μm、约1.0μm-约1.5μm或约1.2μm-约1.5μm。在一些实施方案中，滤膜包括两层的细胞分离过滤器或捕获过滤器，一层的孔径尺寸为约1.0μm-约1.5μm，如约1.2μm，且一层的孔径尺寸为约0.5μm-约0.8μm，如约0.65μm。在一些实施方案中，滤膜可以包括两层的核酸沉淀过滤器，一层的孔径尺寸为约1.0μm-约1.5μm，如约1.2μm，且一层的孔径尺寸为约0.5μm-约0.8μm，如约0.65μm。在一些实施方案中，滤膜可以包括细胞分离或捕获过滤器或核酸沉淀过滤器，其可以包括孔径尺寸变化范围从约0.65μm-约2μm的不对称过滤器。在一些实施方案中，过滤器可以包括玻璃纤维裂解物澄清过滤器，其孔径尺寸为约0.8μm-约1.5μm，如约1.0μm。
在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔包括，向生物处理腔添加封闭缓冲液，使封闭缓冲液穿过印迹膜的表面再循环，以形成封闭的印迹膜，向生物处理腔添加至少一种抗体溶液；以及使至少一种抗体溶液穿过所述封闭的印迹膜的表面再循环。在一些实施方案中，使至少一种抗体溶液穿过封闭的印迹膜的表面再循环可以包括，使一抗溶液穿过封闭的印迹膜的表面再循环；洗涤所述印迹膜；向生物处理腔添加二抗溶液；并使二抗溶液穿过洗涤的印迹膜的表面再循环。
在一些实施方案中，泵送的作用可以在生物处理腔中提供额外的混合。例如，在一些实施方案中，如果使过程流体在接近所述腔的顶部或侧部的流体流动通道中流通或再循环，并通过接近所述腔的底部的流体流动通道返回所述腔，与进入或返回所述腔的泵送作用相关联的压力可产生局部漩涡或涡流区域，这促进过程流体穿过生物处理腔的流动和腔中过程流体的混合。在一些实施方案中，当这种泵送方法用在存在带有印迹膜保持器或不带印迹膜保持器的印迹膜的情形下，所述泵送作用可以起到每次泵送循环使印迹膜在生物处理腔中轻微移动的作用，起到确保所述印迹膜的所有面以基本上均一的方式暴露于过程流体的作用，并起到阻止印迹膜粘结到生物处理腔表面或印迹膜保持器的作用。
在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔包括，将至少一种过程流体泵送通过至少一个固相提取柱、至少一个固相提取膜、至少一个固相提取盒或至少一个固相提取盘，进入生物处理腔中。在一些实施方案中，所述固相提取柱、固相提取膜、固相提取盒或固相提取盘包括硅石可逆结合配基或电荷改变结合配基(charge-switch binding ligand)。
在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔包括，将细胞培养基或悬浮在溶液中的细胞泵送穿过细胞分离过滤器，以从细胞培养基分离细胞，其中所述细胞被捕获在过滤器上。在一些实施方案中，所述泵送还可以包括将捕获的细胞重悬浮于裂解液中形成裂解物；中和所述裂解物；以及澄清所述裂解物。细胞可以被重悬浮在裂解液中并在腔中裂解或所述裂解液或另一溶液可以用来重悬浮细胞，并将它们泵入容器中，如含有裂解液的试剂容器，在那里细胞可被裂解。在一些实施方案中，通过将所述裂解物泵送通过滤膜以去除不需要的细胞分子和碎片，可以澄清所述裂解物。
在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔还可以包括，将至少一种生物分子提取在生物处理腔中的固相提取膜或盘或盒上；洗涤所述固相结合材料；以及从固相洗脱所述生物分子。在一些实施方案中，将至少一种过程流体通过多个通道中的至少一个泵送入至少一个生物处理腔还可以包括，在容纳沉淀过滤器的生物处理腔中沉淀和收集生物分子。
在一些实施方案中，生物处理方法包括：a)将至少一个生物处理盒插入生物处理装置，所述生物处理盒包括：i)至少一个其中容纳固体支持体的生物处理腔；和ii)与所述生物处理腔流体连接的多个中尺度的和/或微尺度的通道；b)在所述生物处理装置上启动生物处理方案，所述方案包括一个或多个下述步骤：i)控制所述生物处理盒上的泵和阀，从而从一个或多个容器向至少一个生物处理盒中的每个盒的至少一个生物处理腔提供试剂和/或样品，ii)控制所述生物处理盒上的泵和阀，从而使所述试剂和/或样品穿过至少一个生物处理盒中的每个盒的至少一个生物处理腔再循环；和/或iii)控制所述生物处理盒上的泵和阀，从而从至少一个生物处理盒中的每个盒的至少一个生物处理腔去除试剂和/或样品。
在一些实施方案中，向固体支持体施加一种或多种流体的方法可以包括：a)将至少一个生物处理盒插入生物处理装置，所述生物处理盒包括：i)至少一个其中容纳固体支持体的生物处理腔；和ii)与所述生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的通道；以及b)在所述盒上实施泵送次序，其中所述泵送次序包括进入一个或多个流体添加循环，其中将流体从生物处理装置中的一个或多个容器泵送通过一个过程流体通道并泵入腔中。
在一些实施方案中，所述泵送次序还可以包括在每个流体添加循环之后进入清除循环，所述清除循环包括将生物处理腔中的流体泵入指定的废物容器。在一些实施方案中，所述泵送次序还包括在任何流体添加循环之后进入流通循环，其中所述流通循环包括打开连接于生物处理腔底部的流体流动通道中的阀，并将流体从所述腔的底部泵送通过一个或多个流体流动通道并泵入所述腔的顶部。在一些实施方案中，还可以用可编程式控制器起动和终止所述泵送次序。
在一些实施方案中，实施的泵送次序包括进入一个或多个流体添加循环，其中将流体从与一个过程流体连接器流体连通的容器泵入腔中。任何容器中的流体或任何流体添加循环中所添加的流体都可以与任何其他容器中的流体或任何其他流体添加循环中所添加的流体相同或不同。所述泵送次序还可以包括任何流体添加循环之后进行的清除循环，其中将腔中的流体从所述腔泵出进入废物容器或指定为收集废弃流体的容器中。在一些实施方案中，可以在同一流体添加循环期间添加来自多个贮存池的流体，或实施连续的流体添加循环，而不实施清除循环，以便可以同时将两种或多种流体引入腔中(尽管添加的流体总体积不能超过所述腔中可用的体积)。所述泵送次序还可以包括在任何流体添加循环之后进入流通循环，其中将腔中的流体从腔泵送通过盒的一个或多个过程流体通道并返回到腔中。
在一些实施方案中，在预定量的时间流逝之后或添加预定体积的流体之后，可以终止流体添加循环。同样，在预定的时间流逝之后可以终止所述清除循环和流通循环。所述时间流逝的量和/或添加的流体量取决于所选的方案或生物处理类型。在一些实施方案中，所述方案可以包括至少一个流通循环或孵育循环，其中将固体支持体在流体流通的情况下暴露于一种或多种过程流体，持续所选的时间段，或在流体不流通的情况下暴露于的一种或多种过程流体，持续保持时期。
在一些实施方案中，泵送次序可用于western印迹分析的免疫标记、漂洗和孵育。在这类实施方案中，用膜保持器将含有分离的蛋白的印迹膜，诸如作为实例的硝化纤维素或聚偏氟乙烯(PVDF)膜，置于盒腔中，并将所述盒置于生物处理装置中，所述膜保持器提供了流体穿过所述腔和膜的流动而不允许所述膜粘贴于所述腔的任何壁。可以将抗体溶液连同适当的封闭液和洗涤液从生物处理装置的流体容器添加至盒和含有膜的腔中。所述泵送次序、持续时间和所用溶液的选择取决于具体的分析和所涉及的蛋白，并可被用户修改。
在一些实施方案中，泵送次序可用于用标记或标签标记western印迹分析的分子，所述标记或标签如荧光标签，如量子点(quantum dot)或荧光染料，如Alexa Fluor
Figure BPA00001350146800351
染料。可以将含有标记的溶液从生物处理装置的流体容器添加至盒。泵送次序、持续时间和所用溶液的选择取决于具体的分析和涉及的蛋白，并可被用户修改。
在另一个实施方案中，泵送次序可用于转染级质粒的制备。将溶液中的细菌细胞或细胞培养基中的细菌细胞置于含有适当生物处理盒的生物处理装置的样品容器中。通过用所述装置将细胞泵送穿过盒腔的过滤器，将所述细胞捕获在过滤器上。用诸如一种或多种碱性溶液的裂解液使所述细胞重悬浮和裂解，通过将裂解物泵送穿过不同盒腔中的另一过滤器，使所述裂解物澄清。使澄清的裂解物通过固相提取盘，然后进入废物容器中。将所述固相提取盘洗涤至少一次，然后从所述固相提取盘洗脱结合的生物分子。将洗脱的生物分子捕获在沉淀过滤器上并洗涤至少一次，此时，将沉淀的生物分子溶解在适当的缓冲液中，并泵入生物处理装置的最终产品容器中。
在另一个实施方案中，泵送次序可用于食品安全分析。可以将样品置于含有适当生物处理盒的生物处理装置的样品容器中。通过用所述装置将样品泵送穿过盒腔的过滤器，所述细菌细胞可从更大的碎片分离并被捕获在过滤器上。用裂解液可以使细菌裂解，通过将裂解物泵送穿过不同盒腔中的另一过滤器，使所述裂解物澄清。可以使澄清的裂解物通过固相提取盘，然后进入废物容器中。将所述固相提取盘洗涤至少一次，然后从所述固相提取盘洗脱结合的DNA，并将其泵入生物处理装置的最终产品容器中。
在一些实施方案中，向固体支持体施加一种或多种流体的方法还可以包括，独立地打开和关闭连接于过程流体连接器的入口阀，以选择性地控制流入或流出流体流动通道的流体的量。在一些实施方案中，向固体支持体施加一种或多种流体的方法还包括，将多个盒插入盒槽中，并在每个所述盒上实施泵送次序，其中所述在每个盒上实施的泵送次序与在任何其他盒上所实施的泵送次序相同或不同。在一些实施方案中，同时实施在每个盒上实施的泵送次序。
在一些实施方案中，可以将本文所描述的任何生物处理方法存储为生物处理装置上的生物处理方案的一部分或全部。在一些实施方案中，存储的方案还可以包括描述每步的时间安排和打开和关闭阀的次序和生物处理盒上泵的泵送次序的细节。
在一些实施方案中，生物处理装置和盒可以按下述使用：开启生物处理装置，并可以检查各种压力和真空连接与供应源，将一种或多种待分析或生物检测的样品插入一个或多个流体容器保持器中，如有必要，连同试剂容器和废物容器中的试剂。将一个或多个流体容器保持器置于可移动的流体容器托盘中，并将所述托盘推进生物处理装置中。将一个或多个生物处理盒插入生物处理装置的槽中，并与流体容器保持器中的流体容器流体连通放置。通过每个槽中的流体歧管可以实现该流体连通或通过将连接于每个生物处理盒的吸入管/抽出管插入流体容器中可以实现该流体连通。所述槽将盒保持在正确的位置，并通过使槽中囊状物充气，其促使所述歧管上的供应连接器与盒上控制流体连接器啮合，将所述控制流体歧管连至盒。所述装置进行系统检查，以确认没有安全问题或连接错误。使用GUI和输入系统，操作员从存储方案的目录中选择生物处理方案或可以将方案输入装置的自动化控制系统中。所选择和输入的方案包括控制生物处理盒的泵和阀的操作说明，以实施一个或多个生物处理程序的步骤。当完成该程序后，装置可以提供通知操作员程序完成的警报或信号。可以从所述装置中取出盒并弃去，并且将流体容器和流体容器保持器用可移动的流体托盘取出，且如果需要，清洗和/或弃去。
应当理解，可以改变上述处理，包括在不偏离本文所述方法范围的条件下，除去一步或多步、增加一步或多步或改变一步或多步的顺序。
参照图1A，在一些实施方案中，生物处理装置100具有由任何合适的材料构成的壳体10，所述材料诸如塑料，金属，复合材料或其任何组合，并且将所述壳体设计为收容所述装置的各种组件。在一些实施方案中，壳体10可以包括用塑料盖覆盖的金属片机壳(sheet metal chassis)。所述金属片机壳可以是任何合适的金属板，如铝板基座，其可以为所述仪器提供结构完整性、可以限制EMI发射且可以用作电源的散热器。所述塑料盖可以由任何合适的塑料构成，如尿烷，并且其可以为内部组件提供基本的保护和易擦拭的表面。壳体10包括用于通向所述装置中槽13的开口17。
如图1A所示，在一些实施方案中，生物处理装置100具有两个槽13，其中已将盒12插入每个槽13。通常，生物处理装置可以具有任何合适数量的槽，如约1-约20个槽、如约2-约15个槽、约3-约12个槽、约4-约10个槽、约6-约8个槽。在一些实施方案中，运行期间只用一张卡12和一个槽13。在一些实施方案中，运行期间每个槽13都可以与盒12一起使用。通常，操作员可以使用键盘18打开所述装置，并与所述装置互动，诸如包括在所述装置中的计算机控制系统或中央处理单元，来选择各项选项并实施各功能，或提供和/或响应连通的指令或查询，连同图形用户界面(GUI)15，图形用户界面(GUI)15可以向操作员提供状态信息、提示信息(prompting information)、方案选择信息、方案发生信息、方案存储信息和任何其他合适的信息。此外，如果需要，GUI可以用来覆盖运行之前或运行中的方案。GUI15可以是任何合适的显示装置，诸如液晶显示(LCD)触摸屏、发光二极管(LED)或电子射线管(CRT)。
图1B显示从正面观看的生物处理装置100的可选的实施方案。生物处理装置100具有插入槽112中的生物处理盒102。如图1B所示，生物处理装置100还包括GUI 104、键盘106、带把手108的抽屉114，其中的每个都可以并入机壳110或被机壳110环绕。
图1C显示了生物处理装置100的可选的实施方案，其包括向用户显示信息的GUI 104，所述信息如方案信息或状态、运行信息、方案细节、方案选择和其他选项。在一些实施方案中，装置100可以配备1个、2个、3个、4个或多于4个槽112，其可以同时或同时地被装载和/或使用。生物处理装置100还可以包括GUI 104上用于在所述装置上输入和选择选项的键盘106，和带把手108的抽屉114，其中的每个都可以并入机壳110或被机壳110环绕。图1D显示了从正面观看的图1C的生物处理装置100，其具有带键盘106的GUI 104、抽屉114、把手108和环绕的基座110。
图2A显示了生物处理装置200的实施方案的后视图，其具有插入其中的盒210。生物处理装置200具有操作员或技术人员可以用来从所述装置下载信息的通用串行总线(USB)接口220，例如，所述信息如来自可被安装在所述装置上以兼容存储装置的自身诊断软件或固件的方案运行信息或装置维护信息。可选择地，USB接口220可以用来向所述装置中的计算机控制系统上载软件或固件更新和补丁或其他方案。生物处理装置200还可以包括用于将所述装置与外部空气源连通的室内或附加空气连接器225，和用于将所述装置与诸如DC或AC动力源的电源连通的电源连接230。在装置200的一些实施方案中，可以使用室内空气和/或室内真空，而不用在装置中包括压气机和真空泵。
图2B显示了所述装置的可选实施方案的后透视图，其具有插入槽212中的盒210。图2B所示的装置还显示了电源开关218、电源线槽235和公用连接(utility connection)216，公用连接216可以用来向生物处理装置200提供空气、真空和/或其他用途。图2C显示了生物处理装置200的可选的后视图，其带有USB接口216、电源线槽235和任选的贮存池排水连接(reservoir drain connection)212。
图3A显示了生物处理装置的实施方案在处理的方案选择步骤330中键盘310和GUI 320实施方案的视图。如图所示，用户可以挑选，以选择预装载在系统上的多个方案之一。任何数量的预装载方案可以包括在所述装置中并显示在GUI 320上，包括1个或更多个方案、2个或更多个、3个或更多个、5个或更多个、10个或更多个方案，或者可被装载进GUI 320的存储器中的任何其他合适数量的方案。在一些实施方案中，用户可以对预装载的方案进行编辑或修改。此外，带有用户确定参数的方案可以输入GUI 320。所述系统还可以包括时间戳(time stamp)325。键盘310提供了方向按钮335和选择按钮340，方向按钮335用于导进和导向GUI320上的不同窗口，选择按钮340用于取决于窗口和可用的指令/功能而选择各选项。
图3B显示了生物处理装置实施方案的键盘310和GUI 320实施方案的视图，而生物处理方案运行正在进行中。如图所示，已经选择了Western Breeze方案335，已经完成了封闭步骤337，且正在进行30分钟的一抗步骤338。以每个其他步骤的运行时间343设置，可以显示待实施的其他步骤341。本屏幕上还可以起作用的是选择按钮342和344，分别用于暂停或停止所述过程。如图3B所示，提供了其他选择按钮343，其可以用来改变步骤参数、在当前步骤运行时间完成前前进至下一步骤、取消步骤、取消运行或可以用作其他任何合适的功能。整个方案350的持续时间、方案360中的步骤数量和或当前步骤剩余的时间或过去的时间355也可以显示在GUI 320的屏幕上。应当理解，自动化控制系统可以提供改变下述中的任何一个：步骤持续时间、步骤次序、步骤类型、步骤数量、显示选项、警报选项和用于在生物处理装置和其中插入的盒上输入、运行、控制和记录任何合适的方案的任何其他合适的参数。
图4表明了生物处理装置400和相关组件实施方案的部分拆卸的视图。所示的装置400具有两个槽412，两个盒414正准备被定位在装置的槽412中。两个盒可以包括至少1个、至少2个、至少3个或至少4个用于实施方案运行的各步骤的处理腔440。盒412还可以包括与装置400的流体贮存池444连通优选流体连通的吸取部(sipper)442。装置400的抽屉418可以包括把手416，且抽屉418显示在打开的位置。抽屉滑道(drawer slide)456可以用来促进抽屉418的打开和关闭。在一些实施方案中，滑道456沿着抽屉的底部定位，或可选择地，可沿着抽屉的侧面定位。抽屉可以具有支架454，用于将在机器中用于正确对准的流体贮存池托盘446和废物容器448，与盒414的吸取部442适当对准。一些实施方案中的抽屉收容至少一个流体贮存池托盘446和废物容器448。可以将样品容器450插入废物容器448。也可以将流体贮存池托盘446置于废物容器448中，并且流体贮存池托盘446可以包括至少一个用于容纳和限制至少一种试剂的试剂贮存池447。流体贮存池托盘446可以进一步被配置为保持收集管452，其中可以收集纯化的样品。
图5显示了去掉外部壳体的生物处理装置500的实施方案。生物处理装置500可以包括至少一个真空贮存池505和/或至少一个真空泵510，用于在处理期间按需要向生物处理盒515提供真空或抽吸，所述生物处理盒515具有位于槽520中的吸入管/抽出管517和盒保持器525。同样，生物处理装置500包括至少一个压力贮存池530和/或至少一个压气机535，用于在处理期间向生物处理盒515提供气压。在一些实施方案中，用管或其他适合的真空或压力连接器将真空贮存池505、真空泵510、压力贮存池550和压气机535中至少之一与盒515流体连通。在一些实施方案中，可以将扩压器(diffuser)与真空或压力连接器连通，以便自我调节递送给所述盒的压力/抽吸的水平。供应给所述盒的压力或真空可以按照生物处理盒的配置来控制或可以是恒定的预设压力(多达50psi)和真空(多达20Hg)。在具体的实施例中，生物处理装置的泵送机制具有20ms的气动阀响应时间、37.7in3的空气贮存池能力(真空和压力)、50％负载的空气压气机泵负载循环(真空和压力)和80PSI的空气压气泵压力。
如图所示，可移动的流体容器托盘540可以移动地与托盘滑道545啮合，当托盘540移入和移出生物处理装置500时，托盘滑道545可以帮助引导它。托盘540上可以收容流体容器保持器550，其在所示的实施方案中可以包括废物贮存池555、容器座(container receptacle)560和容器固定板(container retention palate)562。如图所示，可以将容器565插入进容器座560上合适大小的容器槽570中，并且可以将容器固定板562置于一些或所有容器565之上，以将容器565固定在适当的位置，例如当从流体容器保持器550泵送多余的试剂或废物时。容器座560还包括废物贮存池入口穿透部(waste reservoir access penetration)575，当与容器固定板562上的废物吸入管/抽出管穿透部580对准时，其提供已经插入所述装置中的一个或多个生物处理盒515上的吸入管/抽出管进入废物贮存池555。在一些实施方案中，流体容器保持器550被配置为使位于一个或多个生物处理盒上的吸入管/抽出管与流体容器保持器550上的合适的容器或座匹配，以允许运行所需生物处理方案。可选择地，在一些实施方案中，流体容器保持器550可被配置为使生物处理装置500中的流体歧管可以进入流体容器保持器550上的合适的容器或座中，以允许运行所需生物处理方案。
尽管展示了具体的配置，应当理解，流体容器保持器可以具有任何合适的配置，并且取决于使用该生物处理装置进行的个别方案步骤所需的流体类型和体积，可以使用多种不同类型、大小和外型的容器565和容器座560的配置。例如不包括提供收容试剂和样品槽的单个整合的容器保持器(integrated container holder)，而是可以使用多个个体流体容器保持器，并将其置于可移动的流体容器托盘中，或可以使用针对单个槽的所有流体容器而定制大小的流体容器保持器。同样，可以向流体容器保持器提供或不提供流体容器，并且当提供流体容器时，所提供的流体容器中的一个或多个或所有可以空的、无菌的、干净的、预装的和/或无内毒素。此外，在一些实施方案中，流体容器保持器和一些或所有试剂和废物容器可以被提供作为预装的试剂盒的一部分，如果用户仅需要提供样品，如果在方案中提供了样品，或如果需要，提供了一种或多种试剂。
参照图6，显示了流体容器保持器600和可移动的流体容器抽屉612和流体容器托盘610的实施方案的拆卸的视图，在一些实施方案中，流体容器保持器600可以包括废物贮存池615、容器座617，容器座617包括容器保持器底部620和容器保持器顶部625且具有可以将容器635可以插入其中的容器槽630。废物贮存池615包括废物水平传感器616，其向生物处理装置中的自动化控制系统提供反馈，其可在GUI上显示通知和/或提供声音警报。废物贮存池615还可以包括流体排放管口(fluid drain nozzle)，其可以穿过穿透部安装在生物处理装置的壳体上，且可以与合适的排水管或其他废流体座连接。容器托座617可以包括废物贮存池入口穿透部618，用于使来自生物处理盒和/或来自流体歧管的一个或多个废物线路与废物贮存池615流体连通。流体容器保持器600还可以包括容器固定板640。如所示，当与所需的生物处理方案所需的合适的容器和试剂和样品组装合时，可以将流体容器保持器600置于可移动的流体容器托盘610中，其可以像抽屉一样被移进和移出生物处理装置。
一些实施方案参照图7，提供了流体容器保持器700，其包括还可以作为废物贮存池的容器座710、样品容器715和试剂贮存池托盘725，样品容器715可包括样品容器盖720，试剂贮存池托盘725可包括容纳作为预装试剂盒的一部分的试剂的多个试剂贮存池730，或可包括一个或多个空试剂容器或用于容纳试剂的空试剂座。在一些实施方案中，如果所有或一些试剂贮存池是预装的，则可以用铝、塑料或任何其他合适的薄膜全部或部分覆盖试剂托盘，然后其在使用前或在将所述托盘插入装置之前或所述托盘已经置于装置中之后可以被打破。一种或多种所述试剂可以是缓冲液，包括但不限于洗涤缓冲液、裂解缓冲液、中和缓冲液、重悬浮缓冲液、沉淀缓冲液或任何其他合适的缓冲液，或其他合适的试剂，如抗体、标准品、封闭液、去离子水。在一些实施方案中，试剂可以是ETOH，例如，70％的ETOH(70％ETOH有30％超纯水(NanoPure water)、异丙醇、基因组洗涤液、基因组提取溶液、核糖核酸酶或任何其他合适的试剂，兔抗体、牛血清白蛋白(BSA)、诸如MagicMarkTM标准品的标准品和化学发光的抗抗体，诸如Western Breeze化学发光抗兔试剂盒(Western Breeze
Figure BPA00001350146800422
Chemiluminescent kit-Anti-Rabbit)。所述系统可适于所有显色的、化学发光的和荧光的免疫检测试剂和方案的使用。在一些实施方案中，可以将试剂提供为合适大小的试剂小瓶和试剂瓶中的预装试剂。在一些实施方案中，可以向置于装置的试剂盒中提供的试剂瓶和/或试剂小瓶中添加所述试剂。流体容器盖720可以包括入口穿透部，以允许将样品置于样品容器715中，且允许处理生物处理盒上的样品。在一些实施方案中，将流体容器保持器700配置为使一个或多个生物处理盒上的吸入管/抽出管与流体容器保持器700上的合适的容器或座对准，以允许运行所需的生物处理方案。可选择地，在一些实施方案中，将流体容器保持器700配置为使生物处理装置中的流体歧管可以进入流体容器保持器700上的合适的容器或座中，以允许运行所需生物处理方案。
图8A显示了试剂贮存池托盘825的实施方案。试剂贮存池托盘825可以具有约1-约15个、约1-约10个、约1-约7个、约1-约5个、约1-约3个试剂贮存池830。在一些实施方案中，试剂贮存池托盘825可以包括至少1个试剂贮存池、至少2个试剂贮存池、至少5个试剂贮存池或至少12个试剂贮存池。试剂贮存池830的形状可以是圆形、正方形、多边形或容纳合适体积的试剂的任何其他合适的形状，所述合适的体积用于容纳所需量的试剂。在一些实施方案中，试剂贮存池托盘825还可以包括至少一个管保持器(tube holder)835，其中可以插入用于收集纯化的样品的收集管或容器。管保持器835可以是收集管可以插入其中的孔或可以是容纳和支撑插入其中的收集管的结构。在一些实施方案中，试剂贮存池托盘可以包括多于一个的管保持器。在一些实施方案中，管保持器835可以被配置为保持体积为约100μL、约1mL、约2mL、约5mL或约10mL管的收集管。试剂贮存池830还可以包括至少一个位于试剂贮存池中的吸取部840，其优选与生物处理盒的一部分流体连通。吸取部840可以被配置为任何合适的配置，以允许试剂贮存池中的试剂收集于吸取部840，并进而允许试剂的大部分被引入生物处理盒，且同时减少进入生物处理盒的气泡。在一些实施方案中，试剂贮存池托盘825可以包括开口831，以提供与废物托盘的流体连通。
图8B显示了试剂贮存池托盘825可选实施方案的透视图，其具有试剂贮存池830可选的实施方案/配置。在一些实施方案中，试剂贮存池托盘825可以包括用于支撑和/或将试剂贮存池托盘825定位于抽屉和/或废物托盘的支柱(post)827。如图8C所示，试剂贮存池托盘825可以包括至少一个用于容纳和限制试剂的试剂贮存池830、至少一个管保持器835和至少一个通向废物的开口831。在一些实施方案中，至少一个试剂贮存池830还可以包括吸取部840，其经配置促进试剂在生物处理盒和试剂贮存池托盘825的个体试剂贮存池830间移动。图8D是试剂贮存池托盘825的侧视图，显示了试剂贮存池830、管保持器835和吸取部840。试剂贮存池830彼此间可以是基本相同的深度或它们彼此间可以改变。在一些实施方案中，个体试剂贮存池830的深度可取决于盒吸入管/抽出管的长度。图8E是试剂贮存池托盘825的剖视图，显示了管保持器835、试剂贮存池830和位于每个贮存池830底部的吸取部840。图8F是位于两个不同试剂容器830底部的吸取部845的近视图。图8G图解了从所述盘底部所观察的试剂贮存池托盘的实施方案，吸取部840从每个试剂贮存池830的底部伸出，且开口831通向废物。可以将试剂贮存池托盘配置为保持合适数量和/或量的试剂，只用于举例目的，试剂贮存池托盘825可以包括至少一个收集管槽或管保持器、TE缓冲液贮存池和70％的乙醇贮存池、异丙基贮存池、洗脱缓冲液贮存池、重悬浮缓冲液贮存池和洗涤缓冲液贮存池。
图9A和9B显示了其中带有插入的生物处理盒905的盒保持器900的实施方案的对面的透视图。如图所示，盒保持器900包括装载弹簧的壳体螺栓(spring loaded housing bolt)910，装载弹簧的壳体螺栓910通过支承板(support plate)925与930的相互作用提供了相对支撑侧915与920的连接。支承板930可以包括作为歧管一部分的个体供应连接器932(如图9B所示)，用于向生物处理盒提供控制流体。个体供应连接器932可以提供控制流体歧管与生物处理盒905上的控制流体连接器的连接。盒保持器900还可以包括可充气的囊状物或袋945，其通过囊状物充气/放气线路(deflation line)950可以被连接至压力源。盒保持器900还可以包括连接槽955，其可以提供保持器900在生物处理装置的槽中的连接。
图10A和10B显示了生物处理装置盒保持器1000的侧视图。如图所示，盒保持器1000包括装载弹簧的壳体螺栓1010，其包括弹簧1012，用于促使支承板1030与支承板1025分开，同时促使相对保持侧1015与1020靠近。还在图10A中所示的是放气状态的可充气的囊状物或袋1045。在囊状物1045充气情况下，出现的盒保持器如图10B所示，显示了充气的囊状物1050促使两个相对保持侧1015与1020作为整体推向支承板1030，进而压缩弹簧1012。以这种方式，通过保持支承板1025固定，可以使相对保持侧1015与1020壳体和保持在其中的生物处理盒向支承板1030移动。以这种方式(以及如图11A和11B更详细所示)，可以促使生物处理盒的控制流体连接器与支承板1030上的供应连接器流体连通，并且可以将供应连接器连接至控制流体歧管。在一些实施方案中，可以向生物处理盒提供压力和真空，以控制阀的开关和控制泵的启动，进而控制流体通道生物处理盒的流动。应当理解，可以使用实现控制流体连接器和供应连接器间连接的其他机制，包括手动锁闩(manual latch)、锁定锁闩(locking latch)、机械驱动连接或电动连接等。
图11A和11B显示了图10A和10B所示的盒保持器1000实施方案的剖视图。如图11A和11B所示，当囊状物1145如图11A所示处于放气状态时，位于生物处理盒1105上的控制流体连接器1160不与支承板1130上的供应连接器1132啮合。当囊状物1145充气形成膨胀的囊状物1150时，使相对保持侧1115与1120和容纳其中的生物处理盒1105向支承板1130和供应连接器1132处移动，从而压缩密封垫1170，并在供应连接器1132、密封垫1170和控制流体连接器1160间形成密封1175，且使供应连接器1132与控制流体连接器1160流体连通。
图12显示了生物处理盒1200实施方案的拆卸的视图。盒1200具有两层薄膜层或箔层1202与1204，所述薄膜层或箔层1202与1204可以被密封，如热密封于过程流体层1206外面和盒1200的控制层1208的外面。薄膜层1202、1204可以包含任何合适的塑料薄膜，如包被的塑料薄膜或合适的金属薄膜，如金属箔或包被的金属箔，包括铝箔，且所述薄膜可以用任何合适的涂层和/或粘合剂包被，如热密封粘合剂。在一些实施方案中，薄膜可以是带有PE束缚层(tie layer)的PET薄膜，其用热密封粘合剂在与过程流体层1206或控制层1208接触的面进行包被。在其他实施方案中，薄膜层可包含铝箔，其用热密封粘合剂在与过程流体层1206或控制层1208接触的面进行包被。薄膜层可以包括用于控制流体连接器的穿透部1210、用于使过程流体层1206和控制层1208对准的对准导件1214的穿透部1212。在一些实施方案中，所述卡可包括提供颜色指示器腔的查看入口(viewing access)。当被密封于盒1200的相关表面，薄膜层1202和1204可在流体层1206上的过程流体通道1220和控制层1208上的控制流体通道1240间形成最终屏障。
盒1200可以包括过程流体层1206，其具有多个过程流体通道1220和通过其中可以放置控制流体连接器的多个穿透部1222；以及用于对准导件的多个穿透部1224。过程流体通道1220可以跨越整个过程流体层1206。可选择地，过程流体通道在所述层的前面或外表面是开放的且在所述层的后面或内表面不是开放的。以这种方式，除了提供层通道或层通道阀外，过程流体通道1220可以与控制流体层1208隔离，并且当应用于过程流体层1206时，薄膜层1202可以实现过程流体通道1220的屏蔽。此外，过程流体层1206可以包括入口阀隔间1226、过程阀隔间1227、泵隔间1228、具有支撑肋条(support rib)1231的生物处理隔间1230、颜色指示器隔间1232、检查阀隔间1233、过程流体连接器1234和夹器(gripper)1236。
盒1200还可以包括控制流体层1208，其具有控制流体通道1240和控制流体连接器1242。控制流体通道1240可以跨越整个控制流体层1208或可选择地，可以代替为在所述层的后面或外表面是开放的且在所述层的前面或内表面不是开放的。以这种方式，除了提供层通道或层通道阀外，控制流体通道1240可以与过程流体层1206隔离，并且在一些实施方案中，当应用于控制流体层1208时，薄膜层1204可以实现控制流体通道1240的屏蔽。此外，控制流体层可以包括至少下述之一：入口阀隔间1246、过程阀隔间1247、泵隔间1248、生物处理隔间1250、颜色指示器隔间1252、检查阀隔间1253和夹器1256。
盒1200还可以包括入口阀膜1260、过程阀膜1261、泵膜1262和过程流体层1206与控制流体层1208内表面间的密封垫1264。在一些实施方案中，盒1200可以至少包括一个检查阀膜1263。在所示的实施方案中，也包括吸入管/抽出管1266，作为盒1200的一部分。当组装时，将入口阀膜1260安装在由过程流体层1206和控制流体层1208上的入口阀隔间1226和1246形成的隔间中，以形成通过收缩两层间的膜所密封的入口阀。通过连接于阀膜过程流体侧的过程流体通道1220，流体可以流进阀，并且用阀膜控制流体侧的控制流体通道1240所供提供的压力或真空，可以打开或关闭阀。以这种方式，通过将过程阀膜1261安装在由过程阀隔间1227和1247形成的隔间中，可以形成过程阀，通过将泵膜1262安装在泵隔间1228和1248中，可以形成泵，通过使生物处理隔间1230和1250对准，可以形成生物处理腔，通过使颜色指示器隔间1232和1252对准，可以形成颜色指示器腔，如果存在，通过将检查阀膜1263安装在检查阀隔间1233和1253中，可以形成检查阀，以及通过将密封垫置于控制流体连接器1242上并允许过程流体层1206上的控制流体连接器穿透部1222有较小的开口，以将密封垫保持在正确的位置，控制流体连接器1242可以装备有密封垫。如图所示，在本实施方案中，由生物处理隔间1230和1250形成的生物处理腔可以在顶部打开，用于由用户接近。此外，可以密封薄膜1202和1204，以使过程流体层1206和控制层1208的外表面密封流体通道1220和1240，且形成通道的一个屏障。
当组装时，可以出现如图13所示的生物处理盒，图13A和13B分别表示前视图和后视图。如图所示，当组装时盒1300的可视部分可包括夹器1305、带有支撑肋条1312的生物处理腔1310、薄膜层1315和1320、颜色指示器腔1325、过程流体连接器1327、控制流体连接器1330、吸入管/抽出管1335和槽对准导件1340。
此外，图13的组装的生物处理盒的透视图显示在图14中。如图所示，通过过程流体层表面的薄膜层1405观看生物处理盒1400，并且该视图延伸通过前面的每一层。图14显示了过程流体层上的过程流体通道1410、入口阀1415、控制流体连接器1420、检查阀1430、颜色指示器腔1435、过程阀1440、泵1445、对准导件1450、槽对准导件1455、带有支撑肋条1462的生物处理腔1460、夹器1465、控制流体层上的控制流体通道1470和吸入管/抽出管1475。
图15显示了生物处理盒1515上吸入管/抽出管1505和过程流体连接器1510间连接1500实施方案的详细视图。如图所示。过程流体连接器1510可以装备有一个或多个保持环(retention ring)1520，其可以在吸入管/抽出管1505内壁上为间隙配合(clearance fit)提供相应的保持沟槽(retention groove)1525。过程流体连接器1510包括一个或多个密封沟槽1530，其为吸入管/抽出管1505内壁上的密封环1535提供过盈配合(interference fit)。以这种方式，保持环1520可以使吸入管/抽出管1505扣紧于过程流体连接器1510，而密封环1535可以为吸入管/抽出管1505与过程流体连接器1510提供密封。应当理解，可以使用多种可选的连接，以提供连接至盒的吸入管/抽出管，并且所述管也可以与所述盒整体形成。
图16A显示了生物处理盒1600实施方案的拆卸视图。盒1600具有两层薄膜层或箔层1602和1604，所述薄膜层或箔层1602和1604可以被密封，如热密封或粘合剂密封于过程流体层1606的外面和盒1600的控制层或充气层1608外面。薄膜层1602、1604可以包含任何合适的塑料薄膜，如包被的塑料薄膜或合适的金属薄膜，如金属箔或包被的金属箔，包括铝箔，且薄膜可以用任何合适的涂层和/或粘合剂包被，如热密封粘合剂。在一些实施方案中，所述薄膜可以是带有PE束缚层的PET薄膜，其用热密封粘合剂在与过程流体层1606或和充气层1608接触的面包被。在其他实施方案中，薄膜层可包含铝箔，其用热密封粘合剂在与过程流体层1606或充气层1608接触的表面进行包被。薄膜层可以包括用于控制流体连接器的穿透部1603、用于对准导件1611的穿透部1605，并且在一些实施方案中，如果存在，提供颜色指示器腔的查看入口的穿透部。当被密封于盒1600的相关表面时，薄膜层1602和1604可为流体层1606上的过程流体通道1620和控制层1608上的充气通道1640形成最终屏障。
盒1600可以包括具有多个过程流体通道1620的过程流体层1606。过程流体通道1620可以跨越整个过程流体层1206，或可选择地，所述过程流体通道在所述层的前面或外表面是开放的，且在所述层的后面或内表面不是开放的。以这种方式，除了提供层通道或层通道阀外，过程流体通道1620可以与控制流体层1608隔离，并且当应用于过程流体层1606时，薄膜层1602可以实现过程流体通道1620的屏蔽。
盒1600还可以包括充气层1608，其具有充气通道1640和充气连接器1642。充气通道1640可以跨越整个充气层1608或可选择地，可以代替为在所述层的后面或外表面是开放的且在所述层的前面或内表面不是开放的。以这种方式，除了提供层通道或层通道阀外，充气通道1640可以与过程流体层1606隔离，并且当应用于充气层1608时，薄膜层1604可以实现充气通道1640的屏蔽。
如图所示，每个充气层或控制层1608和过程流体层1606包括生物处理腔隔间1603、1605、1607和1609、泵隔间1610和阀1654、和入口阀隔间1618和阀1650、过程阀隔间1644和阀1652，以及一些实施方案中，检查阀隔间1646和阀1656。在一些实施方案中，盒1600可以包括通道穿透部(pass-through penetration)1673。控制层1608还可以包括控制流体连接器1642，其可以包括密封垫。
在一些实施方案中，生物处理腔可以包括过滤器1662、1664、1666和1668、O-环1684和密封垫1685、1687，如生物处理盒1600的拆卸视图所示。在一些实施方案中，过滤器可以是Bla065膜、硝化纤维素膜、玻璃纤维膜、Xthick膜、PPTR膜、阴离子交换膜或任何其他合适的过滤器。在一些实施方案中，生物处理腔的过滤器可以用固体支持体或玻璃料1686、1688支撑。过滤器可以是单层过滤器或多层过滤器，并且可以用一个或多个固体支持体支撑，例如如在生物处理腔1607中所示。盒的两层和见于之间的组件可以密封连接，如通过超声焊接法或其他焊接法或用粘合剂、锁闩、扣环或连接两层塑料层的任何其他机制，以形成生物处理盒的实施方案。在一些实施方案中，一个或多个生物处理隔间包括一个或多个O-环和/或舌状物和沟槽组件，以促进密封。此外，在一些实施方案中，控制层1608和过程流体层1606中的一个或两者上的一个或多个生物处理腔隔间包括结构，如沿着它们内壁中的一个或两个或在它们内壁中的一个或两个上的隆起，以阻止或限制过滤器或固体支持体与生物处理腔的壁的相互作用。在一些实施方案中，铆钉1692可以用来进一步支撑所述膜且密封生物处理腔。
图16B是置于充气层1608上的控制流体连接器1642的近视图。在一些实施方案中，控制流体连接器1642还包括支持体1693，其为供应管与所述卡连接期间的控制流体连接器提供了额外支撑。图16C是一半生物处理腔1603的侧剖视图，显示了密封垫1685、O-环1684、1686和铆钉1692、1694。图16D显示了充气层1608和流体层1606的侧视图，滤膜1683、O-环1684和铆钉1692产生了额外支撑和/或将充气层1608和流体层1606连在一起。
图17A和17B显示了生物处理盒1700实施方案的控制层1701和过程流体层1702的内侧视图。如图所示，图17A的控制层1701中和图17B的过程流体层1702中的每个都包括生物处理腔隔间1703、1704、1706和1708、泵隔间1710、1712、1714和1716、入口阀隔间1718、1720、1722、1724、1726、1728、1730、1732、1734、1736、1738和1739、过程阀隔间1740、1742、1744、1746、1748、1750、1752、1754、1756、1758、1760和1762、检查阀隔间1764、1766、1768、通道检查阀隔间1770和通道穿透部1772、1773和1774。控制层1701还可以包括控制流体连接器1776、控制流体通道1794和槽对准导件1796。过程流体层1702还可以包括控制流体连接器穿透部1777、过程流体连接器1778、1779、1780、1781、1782、1783、1784、1785、1786、1787、1788和1789和过程流体通道1792。
控制层1701和/或过程流体层1702可以有泵膜、阀膜、O-环和置于相关隔间中的固体支持体，然后两层可以密封连接，如通过超声焊接法或其他焊接法或用粘合剂、锁闩、扣环、夹子或连接两层塑料层的任何其他机制，以形成生物处理盒的实施方案。在一些实施方案中，一个或多个生物处理隔间包括一个或多个O-环和/或舌状物和沟槽组件，以辅助密封。在一些实施方案中，生物处理腔隔间1703、1704、和1708中的每一个都包括O-环。此外，在一些实施方案中，位于控制层1608和过程流体层1606中的一个或两个上的一个或多个生物处理腔隔间包括结构，如沿着它们的内壁中的一个或两个或在它们内壁中的一个两个上的隆起，阻止或限制过滤器或固体支持体与生物处理腔壁的相互作用。
图18A和18B分别显示了组装的生物处理盒实施方案的前视图和后视图1801和1802。如图所示，生物处理盒包括生物处理腔1803、1804、1806和1808、泵1810、1812、1814和1816、入口阀1818、1820、1822、1824、1826、1828、1830、1832、1834、1836、1838和1839、过程阀1840、1842、1844、1846、1848、1850、1852、1854、1856、1858、1860和1862、检查阀1864、1866、1868、通道检查阀1870、通道1872、1873和1874、控制流体连接器1876、过程流体连接器1878、1879、1880、1881、1882、1883、1884、1885、1886、1887、1888和1889、控制流体密封垫1890和1891、过程流体通道1892、控制流体通道1894和槽对准导件1896。
生物处理腔1803、1804、1806和1808中的每一个都可以包括固体支持体。在一些实施方案中，如果生物处理盒用于纯化和收集核酸，诸如包括来自全细胞的DNA，包括质粒或质粒DNA，则生物处理腔1803可以包括用于从细胞培养基分离全部细胞的细胞分离过滤器，生物处理腔1804可以包括用于通过滤掉所述裂解物中的细胞碎片或其他碎片而澄清所述裂解物的细胞裂解物澄清过滤器，生物处理腔1806可以包括固相提取盘、盒或过滤器，以便可逆地结合细胞裂解物的核酸，以及生物处理腔1808可以包括沉淀过滤器，以捕获从固相提取盘、盒或过滤器洗脱的DNA。在一些实施方案中，一个或多个生物处理腔包括一个或多个O-环和/或舌状物和沟槽密封。在一些实施方案中，生物处理腔1803、1804和1808中的每一个都可以包括O-环或密封垫。此外，在一些实施方案中，一个或多个生物处理腔包括结构，如沿着它们内壁的一个或两个或位于它们内壁的一个或两个上的隆起，阻止或限制过滤器或固体支持体与生物处理腔壁的相互作用。
如本文其他地方所述，相对于其他生物处理盒，入口阀1818-1839、过程阀1840-1862和检查阀1864-1868中的每一个都可以在连接的内部隔间具有收缩膜(pinched membrane)，过程流体通道1892和控制流体通道1894可以是流体通道，如本文其他地方描述的这类通道，并且过程流体连接器1878-1889可以是如本文其他地方所述的过程流体连接器。控制流体连接器1876可以如本文其他地方所述，例外是，在一些实施方案中，在多个控制流体连接器上提供了单个控制流体密封垫1890和/或1891，且可以在外部而不是在内部向生物处理盒提供控制流体密封垫1890和1891。通过允许在所述层间仅在一个方向流动，通道检查阀1870可在生物处理盒1800上的过程流体层和控制流体层间提供主动受控的流体流动。在一些实施方案中，通道检查阀1870可以提供从过程流体层至控制流体层的流动，而在其他实施方案中，通道检查阀1870可提供从生物处理盒1800的控制流体层至过程流体层的流动。所述通道可在生物处理盒1800上的过程流体层和控制流体层间在两个方向上提供流体连通。
生物处理盒的过程流体层和控制流体层和吸入管/抽出管可以由任何合适的材料制成，如塑料，如ABS、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和类似物，并且可以注模成型或以其他方式形成，如通过刻蚀。在一些实施方案中，生物处理盒可以注模成型且可以具有中尺度的流体通道。在其他实施方案中，所述生物处理盒可具有微尺度的通道。所述阀和泵膜可以由相同或不同的材料制成，并且可以由任何足够柔韧的材料制成，以承受生物处理期间施用的压力和真空。一些合适材料的实例包括热塑塑料和热塑弹性体，诸如SANTOPRENETM和硅氧烷。此外，当所述膜适当薄以具有柔韧性时，膜可以由传统的刚性材料制成，尽管该材料的刚性相对一般。
在一些实施方案中，生物处理腔内表面中的一个或多个可以包括隆起物或可以被冰冻或以其他方式进行表面修饰，从而限制或阻止所述腔中的固体支持体与一个或多个内表面的不必要的相互作用。此外，当组装盒时，还可以在所述层上或所述层之间提供其他密封表面或组件，以辅助密封盒的个体部分或盒的边缘。例如，在一些实施方案中，生物处理盒可以包括一个或多个O-环密封和/或沟槽中的舌状物，或其他密封机制可以包括在围绕所有或部分盒边缘的层中、围绕一个或多个生物处理腔的所有或部分的层中或围绕一个或多个阀或泵的所有或部分的层中。通过用粘合剂将层密封在一起或通过使用超声焊接或溶剂焊接或用于将层密封在一起的其他适合的机制，可以实现盒层的其他密封。此外，尽管已经将本文所述的生物处理盒描述为有两层，但是应当理解，生物处理盒取决于所用的生物处理方案可以具有任何合适数量的层。例如，生物处理盒可以包括多个过程流体层、多个控制流体层或温度控制层，通过所述温度控制层，一部分盒的温度受到控制或所有盒的温度都受到控制。而且，在一些实施方案中，可以提供延伸穿过各个隔间中的每个的个体膜层，而不是给泵和阀提供个体膜，进而为作为盒中的单层的隔间提供个体膜。
图19A和19B显示了生物处理盒可选的实施方案。在一些实施方案中，所述生物处理盒可以包括至少一个生物处理腔，其可以包括生物处理腔的过滤器盖(filter cover)。仅为举例目的，如图19A所示，至少一些生物处理腔1903和1904还可以分别包括过滤器盖1905、1906。在一些实施方案中，所有生物处理腔1903、1904、1907、1908都可以包括过滤器盖。在一些实施方案中，至少1个或至少2个、至少3个或多于3个生物处理腔包括过滤器盖。如图19A所示，可以将滤膜或膜定位在生物处理盒的流体侧1901，并且可以用来密封生物处理腔。在一些实施方案中，可以将过滤器定位在所述卡的充气侧，且将过滤器盖定位在个体生物处理腔上。如图19B所示，然后可以将充气侧1901和流体侧1902对准且组装在一起。然后通过任何合适的机制将流体侧1902和充气侧1901组装在一起。
在一些实施方案中，至少一个生物处理腔可以是如图20A和20B所示的模块化的。图20A显示了生物处理盒2000，其中两个生物处理腔2003和2004可以连接至盒2000的主体2001。在生物处理盒的一些实施方案中，至少一个生物处理腔是模块化的，且可被连接至生物处理盒。图20A显示了生物处理盒2000，其带有包括细胞分离过滤器的模块化的生物处理腔2003和包括细胞裂解物澄清过滤器的模块化的生物处理腔2004。在一些实施方案中，生物处理腔2003、2004可以位于生物处理盒2000的对侧，为了举例的目的，如图20A所示位于固相提取盘2006的对侧。在一些实施方案中，模块化的生物处理腔2003、2004可以与生物处理盒2000连接，以便两个模块化的生物处理腔2003、2004连续地彼此连接，从而第一模块化的生物处理腔连至所述盒的主体，然后第二模块化的生物处理腔连至第一模块化的生物处理腔。在一些实施方案中，至少1个、至少2个、至少3个或多于3个盒组件可以是模块化的。模块化的组件可以包括连接器2011、2013、2015和2117，例如，如图20A所示的阳端连接器(male end connector)，其与位于盒主体2001中的连接器连接。图20B显示了连接于生物处理卡的生物处理腔2003的近视图。图20B显示了连接于盒主体2001的生物处理腔2003。如图20B所示，在一些实施方案中，生物处理腔2003可以包括模块化的生物处理腔2003的阳连接器(male connector)2011、2013，其与位于生物处理盒主体2001中的母连接器(female connector)2019、2021相互配合。在一些实施方案中，所述阳连接器位于生物处理盒主体中，且所述母连接器位于生物处理腔模块上。
图21A和21B显示了诸如印迹膜保持器的膜保持器的详细视图，其可以被插入生物处理盒的一些实施方案中。如图21A所示。膜保持器2100可以包括连接膜保持器2100的半部2112和2114的铰接件(hinge)2110，其允许半部2112和2114被打开或被合上，以便可以将膜2116插入保持器。半部2112和2114可以包括肋条，例如斜肋条2118，以支撑保持器结构，同时允许过程流体在膜2116两侧周围自由流动，并阻止或限制膜2116与生物处理盒上的生物处理腔壁间的相互影响。图21B显示了可选择的膜保持器2120。在一些实施方案中，保持器可以沿着折痕(fold)2122而不是铰接件折叠，形成所述保持器的两部分2121和2123。膜保持器2120包括流体流动断流器(cutout)2124，以提供从生物处理盒上的流动通道至保持器2120中的膜的互不干扰入口。膜保持器2120可以包括支撑肋条2128，例如定向在垂直方向，以对所述保持器提供支撑，同时允许过程流体在所述膜两侧周围自由流动，并同时限制或阻止生物处理腔壁与保持器2120中的膜之间的相互影响。膜保持器可以由任何合适的材料制成，包括塑料，例如PVC、HDPE、聚酯和APET，并且可以是注模成型或由注模成型的部件组装或可以是模切的(die cut)。在一些实施方案中，所述膜保持器有助于提供过程流体层流动穿过生物处理腔中膜的两侧，并阻止膜粘结或接触生物处理腔的一个或多个壁。
图22A显示了印迹膜保持器2200的可选择实施方案，其与图21B所示的印迹膜保持器2120相似。印迹膜保持器2200以与印迹膜保持器2120相似的方式折叠，其中，保持器2200沿着折痕2222折叠形成保持器2200的两部分即部分2221和部分2223，在两部分之间，可以放置印迹膜。与保持器2120不同的是，除了侧面流体流动断流器2224，保持器2200还包括沿着折痕2222的底部流体流动断流器2227，以促进流体在保持器2200的印迹膜周围流动和促进流体在生物处理盒上的生物处理腔与流体流动通道间流动。与印迹膜保持器2120相似，保持器2200包括以垂直方向显示在图中的支撑肋条2228，以便为所述保持器提供支撑，同时允许过程流体在所述膜两侧周围自由流动，并限制或阻止生物处理腔壁与保持器2200中的膜之间的相互影响。印迹膜保持器2200可以由与构建本文所述的其他印迹膜保持器相同或相似的材料制成。
图22B显示了印迹膜保持器2250的可选择实施方案，其与图22A显示的印迹膜保持器2200相似。印迹膜保持器2250以与印迹膜保持器2200相似的方式折叠，其中，保持器2250沿着折痕2252折叠形成保持器2250的两部分，即第一部分2251和第二部分2253，在所述两部分之间可以放置印迹膜。此外，与保持器2200相似，除了侧面流体流动断流器2254外，保持器2250还包括沿着折痕2252的底部流体流动断流器2257，以促进流体在保持器2250的印迹膜周围流动和促进流体在生物处理盒上的生物处理腔与流体流动通道间流动。与保持器2200不同，印迹膜保持器2250所包括的侧面流体流动断流器仅在部分2251上而不在部分2253上，并且印迹膜保持器2250还包括隆起部(bump)或突出部(nib)2260，其促进两部分2251和2253的分离，并为处理印迹膜提供了更一致的区域。与印迹膜保持器2200相似，保持器2250包括以垂直方向显示在图中的支撑肋条2258，以便为所述保持器提供支撑，同时允许过程流体在所述膜两侧周围自由流动，并同时限制或阻止生物处理腔壁与保持器2250中的膜之间的相互影响。印迹膜保持器2250可以由与构建本文所述的其他印迹膜保持器相同或相似的材料制成。
图23显示了实施一些步骤的方法的一个实施方案的基本流程图2300，所述步骤包括在用自动化控制系统在本文提供的生物处理装置的一些实施方案上实施的生物处理方案中。这些步骤意图仅为举例，并且一些实施方案可以包括其他步骤、不同顺序的步骤且可以省略所示步骤中的一些步骤。如图所示，所述装置可以起动2310，可以识别插入所述装置盒槽中的盒的类型和/或数量2320，可以选择生物处理方案2330，其可以从一组可用的预装载方案选择或可以是由用户通过编辑已存方案或通过向装置输入新方案或通过向装置上传方案在装置上产生的。在方案选择2330后，所述装置可提示用户确认与方案2335相关联的个体参数的接受和正确性，然后可在所需的盒上由装置执行方案2340。在一些实施方案中，在装置上可以同时或以不同的顺序使用多个方案、多个方案类型和/或多个盒类型。
作为实例，可以将关于图12-14所公开的生物处理盒的实施方案与本文描述的生物处理装置联合使用，以便在蛋白转移至印迹膜后，实施western印迹的任何和所有的封闭、洗涤、抗体结合和/或检测步骤。下面是如何进行这类处理的一个实施方案的实例。应当理解，提供的下述程序仅为示例，且可以修改和/或删除一个或多个步骤，并且用所述生物处理装置和生物处理盒和其他方案和相同或不同的生物处理盒配置，可以进行其他类型的生物处理：
1)通过将流体容器保持器插入可移动的流体保持器托盘并滑进生物处理装置中，准备用于处理的生物处理装置。对于每个待处理的印迹膜，流体容器保持器包括，含有适量封闭缓冲液的容器、含有适量洗涤缓冲液的容器、含有适量一抗的容器、含有适量二抗的容器和含有适量水的容器。应当理解，提供用户的流体容器保持器可以带一个或多个容器，其可供的可以是预装的或可由用户装填。在一些实施方案中，至少一个容器是预装的，而在其他实施方案中，所有或没有容器是预装的。
2)将已转移有待检测蛋白的印迹膜插入印迹膜保持器并通过生物处理腔打开的顶部进入如图12-14所述而配置的生物处理盒的生物处理腔中。可以使用多个盒，每个带有其自己的印迹膜、印迹膜保持器和流体容器保持器中的流体容器。
3)将生物处理盒插入生物处理装置的槽中并固定于盒保持器。通过对与每个盒保持器相关联的囊状物充气，将每个盒的流体歧管连接于盒的控制流体连接器。操作员确保将吸入管/抽出管置于流体容器保持器上合适的容器中。
4)生物处理装置可以确认正确插入托盘和盒，且所述盒在之前没有被使用过。
5)操作员在自动化控制系统上为盒选择所需的方案并启动它。通过核实它们的启动状态确保所有的入口阀此时都被关闭。
将针对单个盒对本实例程序的剩余部分进行描述，并且一旦选择了方案，将是自动的且不用人参与的：
6)自动化控制系统，用压力和/或真空通过合适的控制流体通道，启动与封闭缓冲液容器相关联的入口阀的膜，以打开并启动与连接于盒上生物处理腔的较低中心部分(“中心阀”)的流动通道相关联的泵和过程流体阀，以从封闭缓冲液容器泵出封闭缓冲液并泵入生物处理腔。在已将封闭缓冲液泵入生物处理腔后，促使封闭缓冲液入口阀到关闭位置。
7)通过启动泵将封闭缓冲液通过与进入生物处理腔侧面(“侧面阀”)的流动通道相关联的过程流体阀之一收回，然后将收回的流体通过中心阀泵回生物处理腔，而使封闭缓冲液穿过生物处理腔和印迹膜再循环。可使用任一侧面阀，这取决于印迹膜的大小。所述再循环可按下述发生。打开侧面阀，将缓冲液通过侧面阀和相关联的流动通道泵至泵。关闭侧面阀并打开中心阀。启动所述泵，将封闭缓冲液从所述泵通过中心阀泵至生物处理腔，并关闭中心阀且在方案所选择的时间内重复所述程序。流体至生物处理腔的每次返回都会引起印迹膜的轻微移动，并可引起局部漩涡形成或涡流形成，其确保印迹膜的表面充分地或基本上均一地暴露于封闭缓冲液。
8)一旦完成封闭，通过选择性地打开中心阀、将流体泵至泵、关闭中心阀、打开废物容器入口阀以及将流体泵送至废物容器，而将所述缓冲液从所述腔泵送通过中心阀并泵入流体容器保持器上的废物容器。
9)以这种方式，可以洗涤印迹膜，可以将一抗与膜一起孵育，可以再洗涤膜，可以将二抗与膜一起孵育，可以进一步洗涤和漂洗膜，所有的都按照自动化方案，不需要用户配合。任何或所有的上述步骤都可以包括上述过程流体的再循环。最后的漂洗之后，所述装置可以提供报知完成的警报，并且可以从所述装置移出盒，且从所述盒移出印迹膜用于进一步的处理，诸如蛋白检测和分析。
抗体、封闭缓冲液、洗涤缓冲液和显影液/检测液可以包括用于免疫印迹程序的任何合适的组分，而无限制。抗体、封闭缓冲液和洗涤缓冲液可以以商业方式单独提供，或作为试剂盒的组分提供，或可由终端用户制备。作为非限制性实例，按照当前描述的实施方案使用的抗体，可以包括一种或多种一抗、一种或多种二抗或一种或多种一抗与一种或多种二抗的组合。
合适的一抗可以包括由用户所选的用于当前所述的系统的任何抗体。在一些实施方案中，一抗可以抗用户限定的抗原。在一些实施方案中，所述一抗可以是识别多种抗原的抗体的复杂混合物。一抗可以商购或可以由用户制备。
一抗可以是多克隆抗体或单克隆抗体。单克隆抗体可以在小鼠或大鼠中产生。单克隆抗体可以是IgG(IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3)、IgM、IgA、IgD和IgE亚类。多克隆抗体可以在兔、小鼠、大鼠、仓鼠、绵羊、山羊、马、驴或鸡中产生。在实施方案中，抗体可以来自人血清。人抗体可以是至少部分纯化的或完全纯化的。制备和纯化抗体的方法在本领域内是公知的。制备、纯化和使用各种抗体制品的通用指导可见于，例如，参考类教科书Harlow et al.，1989，Antibodies：A Laboratory Manual(抗体：实验手册)，Cold Sping Harbor，New York，Harlow et al.，1999，Using Antibodies：A Laboratory Manual(使用抗体：实验手册)，Cold Sping Harbor Laboratory Press，NY，和Harlow，et al.，1988，In：Antibodies，A Laboratory Manual(抗体：实验手册)，Cold Sping Harbor，NY，据此将所有上述文献通过引用特意整体并入本文。
在一些实施方案中，一抗可以是“装载控制抗体(loading control antibody)”。所述装载控制抗体可由用户提供，或可作为目前所述系统的一部分而商购提供。可以使用或随目前所述系统和方法一起提供的示例性但非限制性的装载控制抗体可以包括抗肌动蛋白、微管蛋白、组蛋白、波形蛋白、核纤层蛋白、GAPDH、VDACl、COXIV、hsp-70、hsp-90或TBP的抗体。
一抗在免疫印迹缓冲液中的浓度无疑可改变，这取决于所用的具体一抗、使用抗体的背景和抗体固有的各种其他性质。确定用在任何给定实验方案中的合适的一抗浓度是本领域技术人员公知的。通常，一抗浓度为1∶10-1∶20,000、1∶100-1∶15,000、1∶1,000-1∶10,000或1∶1,500-1∶5,000。
用于目前所述的系统和方法的合适的二抗包括能识别一抗并与其结合的任何抗体。任选地，二抗可以与一种或多种检测手段偶联。对本领域技术人员显而易见的是，合适二抗的构成当然可以改变，这取决于与所述二抗一起使用的一种或多种一抗的特性。通常，选择的二抗至少与所用一抗的一部分结合。合适二抗的选择还取决于用于后续步骤中检测信号的方法。如果终端用户使用化学发光技术检测被分析物，则合适的二抗可以与例如过氧化物酶偶联。如果研究人员使用比色技术检测被分析物，则合适的二抗可以与例如碱性磷酸酶偶联。如果研究人员使用荧光测定技术检测被分析物，则合适的二抗可以与荧光团(包括但不限于FITC、TRITC、得克萨斯红(Texas-Red)、Alexa-Fluor试剂、量子点、半导体纳米晶体等)偶联。任选地，二抗可与一个或多个生物素部分偶联，且检测分子(例如，过氧化酶、磷酸盐、荧光团等)可与抗生物素蛋白或链霉抗生物素偶联。用这种生物素/抗生物素蛋白系统，在一些情况下，可以扩大弱信号。通常，二抗的浓度为1∶10-1∶20,000、1∶100-1∶15,000、1∶1,000-1∶10,000或1∶1,500-1∶5,000。
用于目前所述系统和方法的合适的二抗可以在例如，兔、小鼠、大鼠、仓鼠、猪、绵羊、山羊、马、驴、火鸡或鸡中产生。二抗通常在不同于产生一抗的物种中产生。二抗可以这样产生，使得它识别一抗的一部分并与其结合。二抗可以被至少部分亲和纯化。所述二抗可以抗小鼠IgG、小鼠IgA、小鼠IgM、大鼠IgG、大鼠IgA、大鼠IgM、兔IgG、兔IgA、兔IgM、仓鼠IgG、仓鼠IgA、仓鼠IgM、山羊IgG、山羊IgA、山羊IgM、马IgG、马IgA、马IgM、绵羊IgG、绵羊IgA、绵羊IgM、驴IgG、驴IgA、驴IgM、鸡IgG、鸡IgA、鸡IgM、鸡IgY、人IgG、人IgA或人IgM。二抗可以与一种或多种检测分子偶联，作为实例，例如碱性磷酸酶、过氧化物酶、生物素、荧光团或量子点或半导体纳米晶体。
封闭缓冲液可以包括溶解或分散在稀释剂中的合适的封闭试剂。作为非限制性实例，合适的封闭试剂可以包括全血清、分馏血清、牛血清白蛋白、酪蛋白、大豆蛋白、无脂乳、明胶、鱼血清、山羊免疫球蛋白、兔免疫球蛋白、小鼠免疫球蛋白、大鼠免疫球蛋白、马免疫球蛋白、人免疫球蛋白、猪免疫球蛋白、鸡免疫球蛋白或合成的封闭试剂，诸如可以从例如BioFX Laboratories、Kem-En-Tec Diagnostics或GeneWay Biotech购得的那些封闭试剂。可获得各种商业上预制备好的封闭试剂，所有所述封闭试剂都可以提供给本文所述的试剂盒。这种商购的封闭试剂包括但不限于，例如，WesternBreeze、I-BLOCK、BLOCKIt、PerfectBlock、Synthetic Blocking Buffer(合成的封闭缓冲液，BioFX Labs)、Gelantis BetterBlock、SeaBlock、StartingBlock以及Protein-Free Blocking Buffer(无蛋白封闭缓冲液，Pierce)。在所提供的封闭试剂溶解或分散在稀释剂中的实施方案中，存在的封闭试剂量的变化范围为约0.1wt.％-约50wt.％、约1wt.％-约40wt.％、约2.5wt.％-约25wt.％、约5wt.％-约15wt.％或约10wt％。实施方案中，存在于免疫印迹缓冲液中的封闭试剂的量可以高达约75mg/ml、高达约50mg/ml、高达约40mg/ml、高达约30mg/ml、高达约20mg/ml、高达约15mg/ml、高达约10mg/ml、高达约5mg/ml、高达约2.5mg/ml、高达约1mg/ml、高达约0.5mg/ml、高达约0.25mg/ml或高达约0.1mg/ml。可以用作封闭试剂的载体介质的合适的稀释剂包括具有基本生理pH和离子强度的任何水性缓冲液。示例但非限制性的稀释剂可以包括其中含有磷酸盐离子、重碳酸盐、TAPS、Bicine、Tris、Bis-Tris、Tricine、HEPES、TES、MOPS、PIPES、甲次砷酸盐(Cacodylate)、MES、醋酸盐、ADA、ACES、乙醇胺、BES、乙酰胺甘氨酸(acetamidoglycine)或甘氨酰胺的任何缓冲液。适于用作稀释剂的示例性缓冲液可以包括但不限于例如，PBS、汉克氏溶液(Hank′s solution)、TBS、TE、TEN等。任选地，稀释剂可以包括去污剂。合适的去污剂可以包括非离子型、非变性去污剂，例如，Triton X-100、Triton X-114、NP-40、Brij-35、Brij 58、Tween-20、Tween-80、辛基葡糖苷和辛硫基葡糖苷和诸如硫代甜菜碱的去污剂，包括SB-12、SB-14和SB-16。稀释剂可以含有约0.01％体积-约5％体积、约0.05％体积-约2％体积、约0.1％体积-约1.5％体积或约0.5％体积-约1％体积的去污剂。
在一些实施方案中，合适的洗涤缓冲液可以与如上所述的分散封闭试剂的稀释剂相同。在一些实施方案中，洗涤缓冲液可以是缺少其一种或多种组分的稀释剂。在一些实施方案中，洗涤缓冲液可以是缺少封闭试剂的稀释剂。
在一些实施方案中，洗涤缓冲液或稀释剂可以以全强度(即，1×强度)提供或可以作为便于其贮存或运输的浓缩溶液提供。可以由用户使用例如去离子水、无菌水或任何其他合适的稀释剂稀释浓缩的洗涤缓冲液或稀释剂。所提供的浓缩的洗涤缓冲液/稀释剂可高达约50×、高达约25×、高达约20×、高达约10×、高达约5×或高达约2×强度。
在一些实施方案中，为用户提供的洗涤缓冲液/稀释剂可以在提供给试剂盒的一个或多个塑料瓶或玻璃瓶中。每个试剂盒可以包括1-10瓶洗涤缓冲液、1-5瓶洗涤缓冲液或1-2瓶洗涤缓冲液。每瓶稀释剂含有的稀释剂可多达5L、多达4L、多达3L、多达2L、多达1L、多达500ml或多达100ml。
作为实例，如图16-18所述的生物处理盒实施方案可以与本文所述的生物处理装置联合使用，以实施核酸处理的细胞分离、裂解、澄清、结合、洗涤、洗脱、沉淀和/或收集步骤，所述核酸处理包括诸如DNA或其片段的核酸收集处理，所述DNA或其片段包括质粒DNA、基因组DNA、病毒DNA和细菌DNA或上述任何的片段。如何实施这类处理的一个实施方案的实例如下。应当理解，提供的下述程序仅为了示例，且可以改变和/或删除一个或多个步骤，并且用生物处理装置和生物处理盒以及其他方案和相同或不同的生物处理盒配置可以进行其他类型的生物处理：
1)通过将每种待处理样品的流体贮存池保持器插入可移动的流体保持器托盘并滑进生物处理装置，准备用于处理的生物处理装置。每个流体贮存池保持器包括，其中被插入样品的样品容器、废物容器、RNase(核糖核酸酶)贮存池、重悬浮缓冲液贮存池、裂解缓冲液贮存池、中和缓冲液贮存池、洗涤液贮存池、洗脱液贮存池、异丙醇贮存池、乙醇贮存池、收集缓冲液贮存池和收集贮存池，每个贮存池都含有适量的相关溶液(或者是空的，对于如废物容器和收集容器而言)。提供的流体贮存池保持器可以具有空的贮存池或带有要被添加的样品的预装的贮存池。在一些实施方案中，一个或多个贮存池可为预装的，而一个或多个贮存池可由用户填装。在一些实施方案中，所提供的流体贮存池保持器具有至少一个预装的贮存池，而在其他实施方案中，所提供的流体贮存池保持器没有贮存池和/或提供的一个或多个贮存池是空的。
2)对于每个待处理的样品，将生物处理盒插入生物处理装置的槽中并固定于盒保持器。通过使与每个盒保持器相关联的囊状物充气，将每个盒的流体歧管连接于盒的控制流体连接器。当将盒插入槽和盒保持器中时，操作员确保吸入管/抽出管置于流体容器保持器上合适的容器中。
3)生物处理装置可确认正确插入托盘和盒。
4)操作员选择盒所需的方案并启动它，所述方案可以预编程于所在装置中或可在自动化控制系统上由用户定义。此时通过核实它们的启动状态确保所有的入口阀都被关闭。
5)参考图18A-B中的参考编号，将针对单个盒，描述本实例程序的剩余部分，并且一旦选择了方案，其将是自动且不用人参与的：
6)所述自动化控制系统，用压力和/或真空通过合适的控制流体通道打开与样品相关联的膜入口阀1818，启动泵1810，并泵送样品通过与连接于盒细胞分离生物处理腔1803上部中央部分处入口的过程流体通道相关联的过程流体阀1846和1852，通过腔1803中的滤膜，通过位于盒后面的或控制流体层上的腔的底部中央部分处腔1803的出口泵出所述腔，通过通道1872，并返回盒的过程流体层，并通过入口阀1820离开并泵入流体容器保持器上的废物容器中，按需要启动合适的阀打开和关闭，以允许流体通过合适的过程流体通道流动，并阻止流体在错误的时间流入错误的过程流体通道。样品的细胞被捕获在腔1802的过滤器上。
7)去除残留在腔1803和导向腔1803的过程流体通道和泵1810中的介质，通过如下进行：吹动诸如约30-40psi的空气脉冲或连续气流的空气，使其从控制流体层，通过检查阀1868到达过程流体层，通过泵1810、过程流体阀1846和1852，穿过生物处理腔1803中的过滤器，通过位于盒后面的或控制流体层上的腔1803的底部中央部分处腔1803的出口离开腔1803，通过通道1872，并返回盒的过程流体层，并通过入口阀1820泵出，并泵入流体容器保持器上的废物容器中。
8)使用泵1810，将RNase从RNase贮存池通过入口阀1822泵入泵1810，泵送通过入口阀1824并泵入重悬浮缓冲液贮存池。
9)用泵1810重悬浮腔1803中滤膜上的细胞，通过泵送重悬浮缓冲液(带有RNase)通过入口阀1824，通过泵1810，通过过程阀1840和通道1872，在此，重悬浮缓冲液被移至控制流体层，通过位于盒后面的或控制流体层上的腔1803的底部中央部分处的出口(此时用作入口)，泵入腔1803并穿过过滤器(以与步骤6-7中细胞分离相反的方向)，通过细胞分离生物处理腔1803上部中央部分处入口(此时用作出口)泵出腔1803，通过过程阀1852和入口阀1826泵入裂解缓冲液贮存池。
10)去除残留在腔1803和从腔1803通向溶解贮存池的过程流体通道中的任何细胞，通过如下方式实现：吹动诸如约30-40psi的空气脉冲或连续的气流的空气，使其从控制流体层，通过检查阀1868到达过程流体层，通过过程阀1840和通道1872，在此，其被移至控制流体层，通过位于盒后面的或控制流体层上的腔1803的底部中央部分处的出口(此时用作入口)，泵入腔1803并穿过过滤器(以与步骤6-7中细胞分离相反的方向)，通过细胞分离生物处理腔1803上部中央部分处入口(此时用作出口)泵出腔1803，通过过程阀1852和入口阀1826泵入裂解缓冲液贮存池。
11)通过在裂解缓冲液贮存池和重悬贮存池间往返温和地混合裂解缓冲液贮存池中的溶液来裂解细胞，所述往返是，将细胞用泵1810从裂解缓冲液贮存池，泵送通过入口阀1826，通过过程阀1846，通过泵1810，通过入口阀1824，并泵入重悬浮缓冲液贮存池，并再返回。该往返可以按需要发生以裂解细胞，并且溶液最终可以处于任一个贮存池中。
12)假设裂解的细胞位于重悬浮缓冲液贮存池中，用泵1810将中和缓冲液从中和缓冲液贮存池泵送通过入口阀1828，通过过程阀1846，通过泵1810，通过入口阀1824，并泵入重悬浮缓冲液贮存池。通过在该路线往返泵送通过可以混合所述溶液，并且如果允许形成的层分开，所述溶液最终可以处于任一个贮存池中。
13)假设裂解的和中和的细胞位于重悬浮缓冲液中，裂解物可以通过如下澄清：用泵1810泵送裂解物通过入口阀1824，通过泵1810，通过过程阀1848，通过腔顶部中央部分处的入口，泵入生物处理腔1804，通过腔1804中的澄清过滤器，在此，去除细胞碎片和其他碎片，通过位于控制流体层上的腔的底部中央部分处的出口泵出腔1804，通过通道检查阀1870到达过程流体层，穿过检查阀1866(而由该阀阻止进入控制流体层)，通过通道1874返回控制流体层，通过底部中央入口泵入生物处理腔1806，穿过DNA结合固相提取过滤器、膜、盘或盒，通过位于过程流体层上的腔1806顶部中央部分处的出口泵出生物处理腔1806，通过过程阀1858和入口阀1818，泵入样品容器，其目前作为废物容器。
14)洗涤固相提取过滤器、膜、盘或盒，通过如下方式：用泵1812从洗涤液容器泵送洗涤液通过入口阀1830，通过泵1812，通过过程阀1850，穿过检查阀1870和1866，检查阀1870和1866阻止洗涤液通过它们，通过通道1874到达控制流体层，通过底部中央入口泵入生物处理腔1806，穿过DNA结合固相提取过滤器、膜、盘或盒，通过位于过程流体层上的腔1806的顶部中央部分处的出口，泵出生物处理腔1806，通过过程阀1858和入口阀1818泵入样品(废物)容器。
15)洗涤步骤之后，从生物处理腔1806去除任何残留的洗涤液，通过如下方式实现：吹动诸如约30-40psi的空气脉冲或连续的空气流从控制流体层，通过检查阀1866至过程流体层，通过穿透处1874，在这里空气被转移至控制流体层，通过腔1806底部中央部分处的入口穿过过滤器，通过生物处理腔1806上部中央部分处的出口，泵出生物处理腔1806，通过过程阀1858，并通过入口阀1818泵入样品(废物)容器。
16)将结合DNA从固相提取过滤器、膜、盘或盒洗脱下来，通过如下进行：用泵1812从洗脱溶液贮存池泵送洗脱溶液，通过入口阀1832，通过泵1812，通过入口阀1850，穿过检查阀1870和1866，检查阀1870和1866阻止洗脱液通过它们，通过通道1874到达控制流体层，通过底部中央入口泵入生物处理腔1806，穿过DNA结合固相提取过滤器、膜、盘或盒，通过位于过程流体层上的腔1806的顶部中央部分处的出口，泵出生物处理腔1806，通过入口阀1860，通过泵1814，通过入口阀1834泵入异丙醇贮存池。
17)通过在异丙醇容器和洗脱溶液容器间往返温和地混合异丙醇容器中的溶液使异丙醇容器中的溶液混匀，所述往返是，用泵1814和1812将溶液从异丙醇容器泵送通过入口阀1834，通过泵1814，通过过程阀1854，通过泵1812，通过入口阀1832并泵入洗脱液容器，并再返回。该往返可以按需要发生以混合溶液，并且溶液最终应该处于异丙醇容器中。
18)将DNA捕获在生物处理腔1808中的沉淀器上(precipitator)，按如下进行：用泵1814，将异丙醇容器中的溶液泵送通过入口阀1834，通过泵1814，通过入口阀1856并通过生物处理腔1808上部的入口，泵入腔1808，穿过腔1808中的沉淀器过滤器，从位于控制流体层上的腔1808的底部出口泵出，通过通道1873，通过过程阀1863和入口阀1818并泵入样品(废物)容器。
19)用乙醇洗涤沉淀器，通过如下方式：用泵1814从乙醇容器将乙醇泵送通过入口阀1836，通过泵1814，通过入口阀1856并通过生物处理腔1808上部的入口，泵入腔1808，穿过腔1808中的沉淀器过滤器，从位于控制流体层上的腔1808的底部出口泵出，通过通道1873，通过过程阀1863和入口阀1818并泵入样品(废物)容器。
20)干燥沉淀器，通过如下进行：吹动诸如约30-40psi的空气脉冲或连续气流的空气，使其从控制流体层，通过检查阀1864到达过程流体层，通过过程阀1862，通过生物处理腔1808上部的入口，泵入腔1808，穿过腔1808中的沉淀器过滤器，从位于控制流体层撒行的腔1808的底部出口泵出，通过通道1873，通过过程阀1863和入口阀1818泵入样品(废物)容器。
21)将沉淀器上的DNA洗脱进收集容器中，通过如下进行：用泵1816从收集缓冲液容器泵送收集缓冲液，通过入口阀1838，通过泵1816，通过穿过检查阀1864，检查阀1864阻止收集缓冲液通过它，通过过程阀1862，通过生物处理腔1808上部的入口，泵入腔1808，穿过腔1808中的沉淀器过滤器，从位于控制流体层的腔1808的底部出口泵出，通过通道1873，通过入口阀1838泵入收集容器。
应当理解，该程序仅是为了示例，不应当被认为是以任何方式进行限制。使用图18A-B的盒可以进行多种不同的程序，并且可以按照不同的方案，以不同方式配置所述盒，包括具有额外的或更少的生物处理腔、任何生物处理腔的不同空间定向、生物处理腔的入口和出口、不同的流动通道配置、不同数量、类型和空间定向的泵和阀的、不同数量和类型的容器和处理溶液，以及不同类型的处理样品。
取决于实施的方案，所用的任何合适的缓冲液、洗涤液、重悬浮缓冲液、裂解缓冲液、中和缓冲液、RNase、洗脱/收集缓冲液或沉淀缓冲液可以带有或不带有任何其他合适的试剂。合适的缓冲液，以及其组分和使用方法描述在下面的美国专利参考文献中：6,914,137、2006/0154247、2007/0117972、6,242,220、5,990,301、7,214,508、7,109,322、和6,297,371，如同本文所示，将所有的专利通过引用并入。
根据目前所述的系统和方法，pH值为约3.5-约9、约5-约8、约6.5-约7.5的任何合适的生物可接受的缓冲液都适用于制备重悬浮缓冲液，例如，Tris、TAPS、Bicine、Tricine、HEPES、TES、MOPS、PIPES、甲次砷酸盐、MES、醋酸盐等。在一些实施方案中，重悬浮缓冲液可以包含1mM-100mM、5mM-50mM或10mM-20mM的螯合剂，例如EDTA、EGTA、ALA、BAPTA、去铁斯若(defarasirox)、去铁酮、去铁胺、DTPA、二巯基丙醇、DMPS、DMSA等。在一些实施方案中，重悬浮缓冲液可任选地包含诸如核糖核酸内切酶和核糖核酸外切酶的RNase，包括RNase A、RNase H、RNase I、RNase III、RNase L、RNase P、RNase PhyM、RNase T1、RNase T2、RNase U2、RNase V1、RNase V、PNPase、RNase PH、RNase II、RNase R、RNase D、RNase T、核糖核酸外切酶I、核糖核酸外切酶II等。在一些实施方案中，RNase A制剂可以包含2.4mg/ml RNaseA、pH 8.0的50mM Tris-HCL和10mM EDTA。在一些实施方案中，重悬浮缓冲液可任选地包含溶菌酶。在一些实施方案中，重悬浮缓冲液可任选地包含约1mM-约500mM、约10mM-约200mM、约20mM-约100mM、约30mM-约75mM的诸如糖的碳水化合物。示例性的糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、麦芽糖、乳糖等。示例性的重悬浮缓冲液可以包括含有pH 7.4的50mM Tris、100μg/ml RNase Al、10mM EDTA以及5mM葡萄糖的水溶液。在一些实施方案中，重悬浮缓冲液可以包括含有pH 8.0的50mM Tris和10mM EDTA的水溶液。
合适的裂解液或缓冲液可以包括，位于水性载体介质中的一种或多种变性剂和一种或多种脂分裂剂(disruptive agent)。所述变性剂可以是诸如碱性盐的核酸变性剂。合适的碱性盐可以包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等。合适的脂分裂剂可以包括离子型表面活性剂。示例性离子型表面活性剂包括胆酸钠、十二烷基硫酸钠(SDS)、脱氧胆酸钠(DOC)、N-月桂酰肌氨酸盐、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、双(2-乙己基)磺基丁二酸盐等。在一些实施方案中，裂解缓冲液可以是包括1％SDS和200mM氢氧化钠的制剂。
示例性裂解液可以包括含有约10mM-约500mM、约50mM-约250mM或-约100mM-约200mM的NaOH和多达约10％的SDS、多达约5％的SDS或多达约1％的SDS的水溶液。裂解缓冲液可以含有其他试剂，这对本领域技术人员而言是显而易见的。
合适的中和溶液包括，水性载体介质中的能中和存在于裂解液的表面活性剂/碱性溶液的一种或多种试剂。在一些实施方案中，中和溶液可以包括约0.5M-约5M的pH＞4的合适的醋酸盐，。示例性中和溶液可以包括约3M醋酸钾、pH～5的水溶液。
合适的洗涤缓冲液可以包括，水性载体介质中的0.1mM-约100mM的盐、使得洗涤缓冲液的pH为至少约6.0或更高的约0.5mM-约500mM的合适的生物缓冲液，以及至少为5％体积、至少10％体积或至少15％体积的诸如乙醇或异丙醇的合适的醇。任选地，洗涤缓冲液可以包括约0.01％体积至高达约10％体积的合适的非离子型去污剂，例如，TRITON
Figure BPA00001350146800671
X-100、CHAPS或NP-40。在一些实施方案中，添加这类去污剂可增强去除制备液中的不必要的内毒素。示例性的洗涤缓冲液可以包括1M NaCl、pH＞8.0的50mM MOPS、15％体积的异丙醇以及0.5％体积的TRITON
Figure BPA00001350146800672
X-100。在一些实施方案中，所述洗涤缓冲液可以包括水溶液，其pH 5.0，含有800mM NaCl和100mM三水醋酸钠。在一些实施方案中，洗涤缓冲液配方可以是包括例如1.5 NaCl、pH 5.0的100mm三水醋酸钠的制剂。
合适的收集/洗脱缓冲液可以包括，水性载体介质中的多达约50mM的合适的生物缓冲液，5.0＜pH＜9.0，和多达约10mM的合适的螯合剂。示例性收集/洗脱缓冲液可以包括10mM Tris HCL，pH 8.0，和1mM EDTA。
在一些实施方案中，在使用固体支持体基质之前，可以任选地使平衡缓冲液随意通过所述固体支持体基质。平衡缓冲液可以包含高达1M的盐、高达500mM的合适的生物缓冲液，5.0＜pH＜9.0，高达约10％体积的合适的非离子型去污剂以及高达约20％体积的酒精。示例性的平衡缓冲液可以包括，例如750mM NaCl、pH 7的50mM MOPS、15％体积的异丙醇和约0.15％体积的TRITON
Figure BPA00001350146800673
X-100。
在一些实施方案中，在使用固体支持体基质之前，可以任选地使沉淀缓冲液可以随意地通过所述固体支持体基质。沉淀缓冲液可以包含高达5M醋酸钾、高达500mM的5.0＜pH＜9.0的合适的生物缓冲液。示例性的沉淀缓冲液可以包括，例如，pH 5.5的3.1M的醋酸钾。
本文还提供了使用生物处理装置的实施方案纯化核酸的可选方法，其包括下述的一项或多项：选择待使用的盒数量；将盒插入生物处理装置；使囊状物充气以进一步稳固盒；将细胞从样品容器泵送通过生物处理腔至废物容器以捕获细胞，持续2100秒，泵之间有700ms的泵延时(pump delay)；释放盒中的压力，持续1秒；用泵将Rnase吸入盒，持续4秒，泵冲(pump strock)间有800ms的泵延时；利用泵冲间800ms的泵延时，通过将重悬浮缓冲液泵入裂解缓冲液贮存池中持续50秒，使重悬浮缓冲液与裂解缓冲液混合；用泵将重悬浮缓冲液/裂解缓冲液混合物泵回重悬浮缓冲液贮存池，持续80秒，泵冲间有800ms的延时；用泵将重悬浮/裂解缓冲液混合物泵送通过带有捕获的细胞的生物处理腔以重悬浮细胞，持续150秒，泵冲间有800ms的延时；预设阀1秒；利用泵冲间1200ms的泵延时，将裂解液/重悬浮缓冲液与细胞混合，持续100秒；利用泵冲间1200ms的泵延时，将中和混合物泵送至含有重悬浮细胞和裂解液/重悬浮缓冲液的贮存池，持续60秒；利用泵冲间2500ms的泵延时，将中和混合物与重悬浮/裂解缓冲液混合物混合，持续270秒；从系统清除基因组废物，持续1秒；打开一个控制流体连接器，持续3秒；利用2500ms的泵延时，将带有细胞的裂解/重悬浮/中和缓冲液泵送通过第二生物处理腔以从细胞碎片澄清DNA并将DNA结合在另一生物处理腔中，持续400秒；然后利用800ms的泵延时，洗涤基因组过滤器，持续10秒；然后将阀预设1秒，并允许基因组过滤器于空气中干燥2秒；然后利用1100ms的泵延时，将洗脱缓冲液泵送通过膜，持续20秒，然后利用800ms的泵延时，将洗脱的溶液与异丙醇混合两次，持续20秒；然后清除线路至废物，持续1秒；然后在3秒内打开过程阀；然后释放盒中的压力，持续1秒；利用1100ms的泵延时，将沉淀的DNA混合物泵送通过带有PPTR膜的另一生物处理腔，以捕获DNA，持续60秒；然后利用1100ms的泵延时，将70％ETOH泵送通过生物处理腔，持续20秒；然后将残留的ETOH清除至废物，持续1秒；然后将PPTR膜干燥90秒；然后从生物处理盒释放压力，持续1秒；然后利用3000的泵延时，将最终的洗脱液泵送通过PPTR膜泵入收集管，持续120秒；一旦完成运行，使囊状物泄气，持续20秒，这样可以移出盒。整个方案运行约3690秒。
下面描述了其他实施方案、仪器、方法和盒。在下文为盒所提供的维度中，当从13A所示观察时，高度是从上至下的Y轴，宽度是从左至右的X轴，深度是进入生物处理盒实施方案纸张内的Z轴(或最小规格)。
IV.实施例
除非实施例中另有说明，用生物处理卡上部的处理通道和阀实施自动化western印迹处理。该通道通常是与图12中的过程阀1227相关联的通道。
A.实施例1和2
用图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行western印迹，其结果(图24A)按如下与手动方法(图24B)进行比较：
试剂和设备
NuP AGE
Figure BPA00001350146800691
LDS样品缓冲液(Invitrogen cat#NP0007)
NuP AGE
Figure BPA00001350146800692
MES SDS运行缓冲液(Invitrogen cat#NP0002)
NuP AGE
Figure BPA00001350146800693
还原剂(Invitrogen cat#NP0004)
SeeBluePlus2预染色的标准品(Plus2 Prestained Standard，Invitrogen cat#LC5925)
NuP AGE
Figure BPA00001350146800695
抗氧化剂(Invitrogen cat#NP0005)
Gels＝NuPAGE
Figure BPA00001350146800696
4-12％BT IPG Well(Invitrogen cat#NP0330BOX)
iBlot Gel Transfer Device(Invitrogen cat#IB1OO1)
iBlot Regular Transfer Stack-Mini(硝化纤维素)(Invitrogen cat#IB3010-02)
WesternBreeze显色试剂盒-抗兔(Invitrogen cat#WB7105)
兔抗E.coli抗体(Dako cat#B0357)
方案
1.Western印迹制备：将制备在NuPAGE LDS样品缓冲液中的4μgE.coli裂解物和5μl SeeBlue
Figure BPA00001350146800698
Plus2标准品装载至NuPAGE 4-12％BT IPG孔式凝胶(well format gel)中，并以200V运行34分钟。然后用iBlot Gel Transfer Device按照随同装置一起提供的用户手册操作说明将凝胶上的蛋白转移到硝化纤维素膜(iBlot Regular Transfer Stack)上。
2.免疫检测试剂制备：用包含于WesternBreeze
Figure BPA00001350146800699
显色试剂盒中的试剂，按照随同试剂盒一起提供的用户手册制备封闭剂、洗涤缓冲液和一抗稀释剂。将Dako抗E.coli一抗以1∶1000稀释于一抗稀释剂中。所用的二抗是准备好的，使用包含于WesternBreeze
Figure BPA000013501468006910
显色试剂盒中的碱性磷酸酶偶联的山羊抗兔抗体。在一批中制备足够的试剂，以便处理自动化仪器处理的印迹和用手动方法处理的印迹(参见下面)。
3.印迹处理：将本方案1部分所述的硝化纤维素膜(转移后)切成两半，一半用于在自动化仪器中实施的免疫检测，另一半用WesternBreeze
Figure BPA00001350146800701
显色试剂盒用户手册所述的标准手动程序在随同试剂盒一起提供的Falcon皿(Falcon dish)中进行处理。
4.自动化仪器：将下述试剂装载至图6所示的实施方案的自动化仪器托盘中：封闭剂、漂洗液(水)、一抗、洗涤液(WesternBreeze
Figure BPA00001350146800702
洗涤缓冲液)、二抗、洗涤液(WesternBreeze
Figure BPA00001350146800703
洗涤缓冲液-第二等份)、漂洗液(水-第二等份)。将生物处理盒插入仪器的槽中，将一半印迹膜装载至图21A所示的实施方案的印迹保持器(由模切PVC薄膜制成)中，并将其插入仪器的生物处理盒的生物处理腔中。
5.自动化方案：在将印迹膜插入生物处理盒中之后，在仪器上启动方案，所述方案由下述步骤组成，在不需要其他人参与下，自动地实施每个重复/步骤，但是方案的每步进程都被显示在GUI上。
a.封闭：1×30分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800704
封闭剂
b.漂洗：2×5分钟-水
c.一抗：1×60分钟-1∶1000的兔抗E.coli抗体，于抗体稀释剂中
d.洗涤：4×5分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800705
洗涤缓冲液
e.二抗：1×30分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800706
山羊抗兔AP偶联物
f.洗涤：4×5分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800707
洗涤缓冲液
g.漂洗：3×2分钟-水
对于上述步骤的每次重复，显示的时间不包括用相关试剂填充腔的时间，并仅代表试剂通过腔的再循环时间。在每步的每次重复结束时，在开始下一重复/步骤前，使腔排水，并且排水时间也不包括在显示时间内。就所有的步骤或重复约为1分钟的级别而言，填充/排水时间相对是短的。如本文所用和在整个实施例中，被时间跟随的“×”所跟随的数字意图表示在显示的时间内所实施的步骤的重复数量。因此，如上文所包括的，“漂洗：2×5分钟”中表示用水填充腔的2次重复，水再循环5分钟并排水，或者换句话说，用水填充腔，水再循环5分钟并排水(1次重复)，随后用水填充腔，水再循环5分钟并排水(第二次重复)。
对于每一步骤，手动方法使用与与自动化方法相同的时间长度和相同的重复数，但是手动进行每个重复/步骤。手动方法的概要如下：首先将用于手动处理的印迹的一半膜投入随同WesternBreeze
Figure BPA00001350146800711
显色试剂盒一起提供的Falcon皿中，将封闭剂倒入该盘中，并将盘放置在旋转台上，持续30分钟。30分钟后，用手倒掉封闭剂，并用手添加漂洗水。对于针对上文为自动化仪器所列的每步的每次重复，重复手动添加试剂、旋转/孵育设定的时间、倾倒然后重复添加下一试剂的该方法，除了它们要手动进行外。
6.显示：在上述孵育步骤完成后，用水对两个印迹半部进行漂洗，并在显色底物(来自WesternBreeze
Figure BPA00001350146800712
显色试剂盒)中孵育20分钟。
该结果显示在图24A和B中。
B.实施例3和4
用图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行western印迹，其结果(图25A)按如下与手动方法(图25B)进行比较：
试剂和设备
NuP AGE
Figure BPA00001350146800713
LDS样品缓冲液(Invitrogen cat#NP0007)
NuP AGE
Figure BPA00001350146800714
MES SDS运行缓冲液(Invitrogen cat#NP0002)
NuP AGE
Figure BPA00001350146800715
还原剂(Invitrogen cat#NP0004)
SeeBlue
Figure BPA00001350146800716
Plus2预染色的标准品(Invitrogen cat#LC5925)
NuP AGE
Figure BPA00001350146800717
抗氧化剂(Invitrogen cat#NP0005)
Gels＝NuPAGE
Figure BPA00001350146800718
4-12％BT IPG Well(Invitrogen cat#NP0330BOX)
iBlot Gel Transfer Device(Invitrogen cat#IB1OO1)
iBlot Regular Transfer Stack-微(PVDF)(Invitrogen cat#IB4010-02)
BupHTM磷酸缓冲盐溶液(Pierce cat#28372)
Surfact-AMPs20(Pierce cat#28320)
脱脂乳(Carnation)
山羊抗兔IgG HRP偶联物(Jackson cat#111-035-003)
兔抗E.coli抗体(Dako cat#B0357)
ECL HRP Western印迹底物(Pierce cat#32209)
复印机透明薄膜(3M PP2500)
Fuji光度计(Fuji LAS-1000)
方案
1.Western印迹制备：将制备在NuPAGE LDS样品缓冲液中的4μg E.coli裂解物和5μl SeeBlue
Figure BPA00001350146800721
Plus2标准品装载至NuPAGE 4-12％BT IPG孔式凝胶中，并以200V运行34分钟。然后用iBlot Gel Transfer Device将凝胶上的蛋白转移到PVDF膜(iBlot Regular Transfer Stack)上。
2.免疫检测试剂制备：
a.PBST＝将2包BupH Tris缓冲盐溶液+10ml Tween 20(1小瓶Surfact-Amps 20)混合，并用去离子水稀释至IL。
b.封闭剂＝用PBST将1.25g脱脂乳(NFDM)溶解/稀释至25ml。
c.洗涤缓冲液＝PBST
d.一抗溶液＝将25ml的PBST与25μl的Dako抗E.coli一抗混合
e.二2°Ab溶液＝将25ml的PBST与5μl的Jackson HRP偶联的山羊抗兔IgG抗体混合。
3.印迹处理：将本方案1部分中所述的PVDF膜(转移后)切成两半，一半用于在自动化仪器上所实施的免疫检测，另一半用所述的标准手动程序在诸如WesternBreeze免疫检测试剂盒所提供的Falcon皿中进行处理。
4.自动化仪器：将试剂装载至如图6所示的实施方案的仪器托盘中，将生物处理盒插入仪器中，将一半PVDF印迹膜装载至如图21A所示的实施方案的印迹保持器中，并将其插入仪器的生物处理盒的生物处理腔中。
5.自动化方案：用自动化仪器和基本上如上文实施例1-2所详述的手动，实施下述步骤：
a.封闭：1×30分钟-PBST中的5％NFDM
b.漂洗：2×5分钟-水
c.一抗：1×60分钟-1∶1000的兔抗E.coli抗体，于PBST中
d.洗涤：4×5分钟-PBST
e.二抗：1×30分钟-1∶5000的山羊抗兔HRP偶联物，于PBST中
f.洗涤：4×5分钟-PBST
g.漂洗：3×2分钟-水
6.显示：在上述孵育步骤完成后，用水漂洗两个印迹膜半部，并将其并排放在塑料复印机透明薄膜上。将ECL HRP底物吸到两个半部上，并使其孵育1分钟。倒掉多余的底物，并将另一张透明薄膜放在该膜的上面，从而产生容易操作的夹层结构，且在成像期间保持印迹湿润。用Fuji LAS-1000光度计对该印迹夹层结构进行3分钟的成像。结果显示在图25A和25B中。
C.实施例5-9
用图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行4次western印迹，其结果(图26B-26E)按如下与手动方法(图26A)进行比较：
试剂和设备
NuP AGE
Figure BPA00001350146800731
LDS样品缓冲液(Invitrogen cat#NP0007)
NuP AGE
Figure BPA00001350146800732
MES SDS运行缓冲液(Invitrogen cat#NP0002)
NuP AGE
Figure BPA00001350146800733
还原剂(Invitrogen cat#NP0004)
SeeBlue
Figure BPA00001350146800734
Plus2预染色的标准品(Invitrogen cat#LC5925)
NuP AGE抗氧化剂(Invitrogen cat#NP0005)
Gels＝NuPAGE4-12％BT IPG Well(Invitrogen cat#NP0330BOX)
iBlot Gel Transfer Device(Invitrogen cat#IB1OO1)
iBlot Regular Transfer Stack-Mini(硝化纤维素)(Invitrogen cat#IB3010-02)
WesternBreeze
Figure BPA00001350146800737
显色试剂盒-抗兔(Invitrogen cat#WB7105)
兔抗E.coli抗体(Dako cat#B0357)
方案
1.Western印迹制备：按下述制备5次印迹：将制备在NuPAGE LDS样品缓冲液中的4μg E.coli裂解物和5μl SeeBlue
Figure BPA00001350146800738
Plus2标准品装载至NuPAGE 4-12％BT IPG孔式凝胶中，并以200V运行34分钟。然后用iBlot Gel Transfer Device将凝胶上的蛋白单独转移到硝化纤维素膜(iBlot Regular Transfer Stack)上。
2.免疫检测试剂制备：用包含于WesternBreeze试剂盒中的试剂，按照随同试剂盒一起提供的用户手册制备封闭剂、洗涤缓冲液和一抗稀释剂。将Dako抗E.coli一抗以1∶1000稀释于一抗稀释剂中。所用的二抗是准备好的，使用包含于WesternBreeze试剂盒中的碱性磷酸酶偶联的山羊抗兔抗体。在一批中，制备足够的试剂，以便处理5次印迹的-4次用自动化仪器和1次印迹用手动方法。
3.自动化仪器：将下述4组试剂装载至如图6所示的实施方案的自动化仪器托盘中：封闭剂、漂洗液(水)、一抗、洗涤液(WesternBreeze洗涤缓冲液)、二抗、洗涤液(WesternBreeze
Figure BPA00001350146800744
洗涤缓冲液-第二等份)、漂洗液(水-第二等份)。将4个生物处理盒插入仪器个体槽中。按照如图21A所示的印迹保持器的实施方案，将来自上述步骤1的4张印迹膜分别装载至单独的印迹保持器中，并插入仪器中的生物处理盒中。用预编程于仪器中的WesternBreeze
Figure BPA00001350146800745
孵育方案用于处理这些印迹。所述仪器用预编程的WesternBreeze
Figure BPA00001350146800746
方案同时处理仪器中的所有四次印迹。
4.自动化方案：用自动化仪器和基本上如上文实施例1-2所详述的手动实施下述步骤：
a.封闭：1×30分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800747
封闭剂
b.漂洗：2×5分钟-水
c.一抗：1×60分钟-1∶1000兔抗E.coli抗体，于一抗稀释剂中
d.洗涤：4×5分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800748
洗涤缓冲液
e.二抗：1×30分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800749
山羊抗兔AP偶联物
f.洗涤：4×5分钟-WesternBreeze洗涤缓冲液
g.漂洗：3×2分钟-水
5.显示：在上述孵育步骤完成后，用水漂洗所有的印迹膜并在显色底物(来自WesternBreeze试剂盒)中孵育20分钟，并用Fuji光度计成像(曝光3分钟)。结果显示在图26A-26E中。
D.实施例10A-B和11A-B
用如图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行western印迹，其结果(图27A和27C)按如下与手动方法(图27B和27D)进行比较：
试剂和设备
NuP AGE
Figure BPA00001350146800751
LDS样品缓冲液(Invitrogen cat#NP0007)
NuP AGE
Figure BPA00001350146800752
MES SDS运行缓冲液(Invitrogen cat#NP0002)
NuP AGE还原剂(Invitrogen cat#NP0004)
SeeBlue
Figure BPA00001350146800754
Plus2预染色的标准品(Invitrogen cat#LC5925)
NuP AGE
Figure BPA00001350146800755
抗氧化剂(Invitrogen cat#NP0005)
Gels＝NuPAGE
Figure BPA00001350146800756
4-12％BT IPG Well(Invitrogen cat#NP0330BOX)
iBlot Gel Transfer Device(Invitrogen cat#IB1OO1)
iBlot Regular Transfer Stack-Mini(硝化纤维素)(Invitrogen cat#IB3010-02)
NovexECL化学发光的底物试剂盒-(Invitrogen cat#WP200005)
兔抗E.coli抗体(Dako cat#B0357)
山羊抗兔IgG-HRP偶联物(Jackson Labs cat#111-035-003)
Pierce ECL(Thermo 32109)
方案
1.Western印迹制备：将制备在NuPAGE LDS样品缓冲液中的4μg E.coli裂解物和3μl SeeBlue
Figure BPA00001350146800758
Plus2标准品装载至NuPAGE 4-12％BT IPG孔式凝胶中，并以200V运行34分钟。然后用iBlot Gel Transfer Device按照随同装置一起提供的用户手册操作说明将蛋白转移到iBlot Regular Transfer Stacks的0.2μm的硝化纤维素膜(图27A和27B)或0.2μm的PVDF膜(图27C和27D)上。
2.免疫检测试剂制备：使用下述试剂：
a.封闭剂＝5％脱脂乳(NFDM)于含0.1％Tween 20(PBST)的磷酸缓冲盐溶液中
b.洗涤缓冲液＝PBST
c.一抗溶液＝的1∶1000稀释的Dako抗E.coli一抗，于PBST中
d.二2°Ab溶液＝1∶5000稀释的Jackson HRP偶联的山羊抗兔IgG抗体，于PBST中。
3.印迹处理：将上文1部分所述的膜(转移后)切成两半，每一半用于在自动化仪器上所实施的免疫检测，每一张的另一半用WesternBreeze
Figure BPA00001350146800761
显色试剂盒用户手册所述的相同的试剂和标准手动程序在随同试剂盒一起提供的Falcon皿中进行处理。
4.自动化仪器：将下述试剂装载至如图6所示的实施方案的自动化仪器托盘中：封闭剂、漂洗液(水)、一抗、洗涤液(洗涤缓冲液)、二抗、洗涤液(洗涤缓冲液-第二等份)、漂洗液(水-第二等份)。所述膜的个体半部按下述单独运行：将生物处理盒插入仪器的槽中，将印迹膜半部装载至如图21B所示的实施方案的印迹保持器(由模切PVC薄膜制成)中，并将其插入仪器的生物处理盒的生物处理腔中。
5.自动化方案：用自动化仪器(图27A和27C)和基本上按上述实施例1-2所详述的手动(图27B和27D)实施下述步骤：
a.封闭：1×30分钟
b.漂洗：2×5分钟
c.一抗：1×60分钟
d.洗涤：4×5分钟
e.二抗：1×30分钟
f.洗涤：4×5分钟
g.漂洗：3×2分钟
6.显示：基本上按照上文实施例3-4所述，进行显示。结果显示在图27A-27D中。
E.实施例12A和12B
用图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行2次western印迹：
1.Western印迹制备：两次印迹制备如下：将制备在NuPAGE LDS样品缓冲液中的4μg E.coli裂解物和3μl SeeBlue
Figure BPA00001350146800762
Plus2标准品装载至NuPAGE 4-12％BT ZOOM IPG孔式凝胶中，并以200V运行34分钟。然后用iBlot Gel Transfer Device按照随同装置一起提供的用户手册操作说明将蛋白转移到iBlot Regular Transfer Stacks的0.2μm的PVDF膜上。
2.免疫检测试剂制备：用包含于WesternBreeze
Figure BPA00001350146800763
显色试剂盒中的试剂，按照随同试剂盒一起提供的用户手册，制备封闭剂、洗涤缓冲液和一抗稀释剂。将Dako抗E.coli一抗以1∶1000稀释于一抗稀释剂中。所用的二抗是准备好的，使用包含于WesternBreeze
Figure BPA00001350146800771
显色试剂盒中的碱性磷酸酶偶联的山羊抗兔抗体。在一批中制备足够的试剂，以处理2次印迹。
3.自动化仪器：将下述2组试剂装载至如图6所示的实施方案的自动化仪器托盘中：封闭剂、漂洗液(水)、一抗、洗涤液(WesternBreeze洗涤缓冲液)、二抗、洗涤液(WesternBreeze
Figure BPA00001350146800773
洗涤缓冲液-第二等份)、漂洗液(水-第二等份)。按照图22B所示的印迹保持器的实施方案，将2张印迹膜插入单独的印迹保持器中，并将其插入仪器的生物处理盒的生物处理腔中。
4.用自动化仪器基本上如实施例1-2所详述的，用下述方案处理两次印迹：
a.封闭：1×10分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800774
封闭剂
b.一抗：1×30分钟-的1∶1000的兔抗E.coli抗体，于抗体稀释剂中
c.洗涤：2×1分钟和2×5分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800775
洗涤缓冲液
d.二抗：1×30分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800776
山羊抗兔AP偶联物
e.洗涤：2×5分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800777
洗涤缓冲液
f.漂洗：3×1分钟-水
5.显示：在上述孵育步骤完成后，用水漂洗2张印迹膜并在化学发光底物中孵育，并用Fuji光度计成像(曝光3分钟)。结果显示在图28A-D中。
F.实施例13A和B
用图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行2次western印迹：
1.Western印迹制备：按下述制备2次印迹：将制备在NuPAGE LDS样品缓冲液中的4μg E.coli裂解物和5μl SeeBlue
Figure BPA00001350146800778
Plus2标准品装载至NuPAGE 4-12％BT ZOOM IPG孔式凝胶中，并以200V运行34分钟。然后用NuPAGE Bi-Tris Gel操作说明书中所描述的方法，用10％甲醇和1∶1000稀释的抗氧化剂将蛋白转移到0.45μm的硝化纤维素膜(实施例13A)或0.45μm的PVDF膜(实施例13B)上。
2.免疫检测试剂制备：使用下述试剂：
a.封闭剂＝5％脱脂乳(NFDM)于含0.1％Tween 20(PBST)的磷酸缓冲盐溶液中
b.洗涤缓冲液＝PBST
c.一抗溶液＝1∶1000稀释的Dako抗E.coli一抗，于PBST中
d.二2°Ab溶液＝1∶5000稀释的Jackson HRP偶联的山羊抗兔IgG抗体，于PBST中
3.自动化仪器：将两组试剂装载至如图6所示的实施方案的自动化仪器托盘中，按照如图22B所示的印迹保持器的实施方案，将2个印迹膜盒插入单独的印迹保持器中，并将其插入仪器的生物处理盒的生物处理腔中。
4.自动化方案：用自动化仪器基本上如实施例1-2所详述的，用下述方案处理两次印迹：
a.封闭：1×60分钟
b.洗涤：2×1分钟
c.一抗：1×60分钟
d.洗涤：2×1分钟、1×15分钟和2×5分钟
e.二抗：1×60分钟
f.洗涤：2×1分钟、1×15分钟和2×5分钟
5.显示：基本上按照上文实施例3-4所述，进行显示。结果显示在图29A和29B中。
G.实施例14A和B
用如图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和如图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行2次western印迹：
1.Western印迹制备：按下述制备两次印迹：将制备在NuPAGE LDS样品缓冲液中的4μg E.coli裂解物和3μl SeeBlue
Figure BPA00001350146800781
Plus2标准品装载至NuPAGE 4-12％BT ZOOM IPG孔式凝胶中，并以200V运行34分钟。然后用iBlot Gel Transfer Device按照随同装置一起提供的用户手册操作说明将蛋白转移到iBot Regular Transfer Stacks的0.2μm的硝化纤维素膜(实施例14A)和0.2μm的PVDF膜(实施例14B)上。
2.免疫检测试剂制备：用包含于WesternBreeze
Figure BPA00001350146800782
显色试剂盒中的试剂，按照随同试剂盒一起提供的用户手册制备封闭剂、洗涤缓冲液和一抗稀释剂。将Dako抗E.coli一抗以1∶1000稀释于一抗稀释剂中。所用的二抗是准备好的，使用包含于WesternBreeze
Figure BPA00001350146800791
显色试剂盒中的碱性磷酸酶偶联的山羊抗兔抗体。在一批中制备足够的试剂，以便处理2次印迹。
3.自动化仪器：将下述2组试剂装载至如图6所示的实施方案的自动化仪器托盘中：封闭剂、漂洗液(水)、一抗、洗涤液(WesternBreeze
Figure BPA00001350146800792
洗涤缓冲液)、二抗、洗涤液(WesternBreeze
Figure BPA00001350146800793
洗涤缓冲液-第二等份)、漂洗液(水-第二等份)。按照如图22B所示的印迹保持器的实施方案，将2张印迹膜插入单独的印迹保持器中，并将其插入仪器的生物处理盒的生物处理腔中。
4.自动化方案：用自动化仪器基本上按上面实施例1-2所详述的，用下述方案处理两次印迹：
a.封闭：1×10分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800794
封闭剂
b.一抗：1×30分钟-1∶1000的兔抗E.coli抗体，于抗体稀释剂中
c.洗涤：2×1分钟和2×5分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800795
洗涤缓冲液
d.二抗：1×30分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800796
山羊抗兔AP偶联物
e.洗涤：2×5分钟-WesternBreeze
Figure BPA00001350146800797
洗涤缓冲液
f.漂洗：3×1分钟-水
5.显示：在上述孵育步骤完成后，2张印迹膜用水漂洗并在化学发光底物中孵育5分钟，并用Fuji光度计成像(曝光3分钟)。结果显示在图30A和30B中。
H.实施例15A-B和16A-B
用如图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和如图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行western印迹，其结果(图31A和31C)按下述与手动方法(图31B和31D)进行比较：
1.Western印迹制备：按下述准备两次印迹：将制备在NuPAGE LDS样品缓冲液中的4μg E.coli裂解物和3μl SeeBlue
Figure BPA00001350146800798
Plus2标准品装载至NuPAGE 4-12％BT ZOOM IPG孔式凝胶中，并以200V运行34分钟。然后用iBlot Gel Transfer Device按照随同装置一起提供的用户手册操作说明将蛋白转移到iBot Regular Transfer Stacks的0.2μm的硝化纤维素膜(图31C和31D)和0.2μm的PVDF膜(图31A和31B)上。
2.免疫检测试剂制备：用包含于WesternBreeze
Figure BPA00001350146800801
显色试剂盒中的试剂，按照随同试剂盒一起提供的用户手册制备封闭剂、洗涤缓冲液和一抗稀释剂。将Dako抗E.coli一抗以1∶1000稀释于一抗稀释剂中。所用的二抗是准备好的，使用包含于WesternBreeze
Figure BPA00001350146800802
显色试剂盒中的碱性磷酸酶偶联的山羊抗兔抗体。在一批中制备足够的试剂，以处理自动化仪器处理的印迹和手动方法处理的印迹(参见下面)。
3.印迹处理：将本实施例1部分所述的膜(转移后)切成两半，每一张的一半都用于在自动化仪器中所实施的免疫检测，每一张的另一半都用WesternBreeze显色试剂盒用户手册描述的标准手动程序在随同该试剂盒一起提供的Falcon皿中进行处理。
4.自动化仪器：对于每次自动化处理，将下述试剂装载至如图6所示的实施方案的自动化仪器托盘中：封闭剂、漂洗液(水)、一抗、洗涤液(WesternBreeze
Figure BPA00001350146800804
洗涤缓冲液)、二抗、洗涤液(WesternBreeze
Figure BPA00001350146800805
洗涤缓冲液-第二等份)、漂洗液(水-第二等份)。将生物处理盒插入仪器的槽中，将相关印迹膜的一半装载于图22B所示的实施方案的印迹保持器中，并将其插入仪器的生物处理盒的生物处理腔中。
5.自动化方案：用自动化仪器(其结果显示在图31A和31C中)和手动(其结果显示在图31B和31D中)进行下述步骤。对于自动化处理，用与图14中的过程阀1440相关联的通道按下述方案使所述试剂在生物处理盒的生物处理腔中再循环：
a.封闭：1×30分钟
b.漂洗：2×5分钟
c.一抗：1×60分钟
d.洗涤：4×5分钟
e.二抗：1×30分钟
f.洗涤：4×5分钟
g.漂洗：3×2分钟
6.显示：在上述孵育步骤完成后，用水漂洗印迹并在化学发光底物中孵育5分钟，并用Fuji光度计成像(曝光3分钟)。结果显示在图31A-31D中。
I.实施例17A-B和18A-B
按下述用图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行western印迹。
1.Western印迹制备：按下述准备两次印迹：将制备在NuPAGE LDS样品缓冲液中的4μg E.coli裂解物和3μl SeeBlue
Figure BPA00001350146800811
Plus2标准品装载至NuPAGE 4-12％BT ZOOM IPG孔式凝胶中，并以200V运行34分钟。然后用iBlot Gel Transfer Device按照随同装置一起提供的用户手册操作说明将蛋白转移到iBot Regular Transfer Stacks的0.2μm的PVDF膜上。
2.印迹处理：将本实施例1部分所述的膜(转移后)切成两半，使用实施例13A-B所述的NFDM/TBST试剂(图32C和32D)或实施例10A-B和11A-B所述的NFDM/PBST试剂(图32A和32B)，每张印迹膜的一半都用于在自动化仪器中所实施的免疫检测，其结果显示在图32A和32C中，每一张的另一半用手动，其结果显示在图32B和32D中。
3.自动化仪器：对于每次自动化处理，将试剂装载至如图6所示的实施方案的自动化仪器托盘中：将生物处理盒插入仪器的槽中，将相关印迹膜的一半装载至图22B所示的实施方案的印迹保持器中，并将其插入仪器的生物处理盒的生物处理腔中。
4.自动化方案：用自动化仪器(其结果显示在图32C和32D中)和手动(其结果显示在图32A和32B中)进行下述步骤。对于自动化处理，用与图14中的过程阀1440相关联的通道按下述方案，使所述试剂在生物处理盒的生物处理腔中进行再循环：
a.封闭：1×30分钟
b.漂洗：2×5分钟
c.一抗：1×60分钟
d.洗涤：4×5分钟
e.二抗：1×30分钟
f.洗涤：4×5分钟
g.漂洗：3×2分钟
5.显示：基本上如实施例3-4所述，进行显示。结果显示在图32A-32D中。
对于实施例J-M中的每一实施例，制备下述牛血清白蛋白(BSA)样品(为每个实施例单独配制)并将其装载至用于BSA印迹的NuPage 4-12％BT 10微孔微凝胶，并于200V运行约34分钟：
5μl灵敏预染色标准品(Sharp Prestained Standard，Invitrogen Cat#LC5800)
8μl Magic Mark XP Western蛋白标准品(Invitrogen Cat#LC5602)
50ng BSA(5μl的10ng/μl BSA)(BSA-Sigma Cat#A-3059)
25ng BSA(5μl的5ng/μl BSA)
10ng BSA(5μl的2ng/μl BSA)
J.实施例19A和19B
用图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行两次western印迹，其结果(图33B)按下述与手动方法(图33A)进行比较：
1.Western印迹制备：按上述装载和制备一组BSA样品。然后然后用iBlot Gel Transfer Device按照随同装置一起提供的用户手册操作说明将蛋白转移到iBot Regular Transfer Stacks的0.2μm的硝化纤维素膜上。
2.免疫检测试剂制备：用包含于WesternBreeze
Figure BPA00001350146800821
显色试剂盒中的试剂，按照随同试剂盒一起提供的用户手册制备封闭剂、洗涤缓冲液和一抗稀释剂。将Dako抗E.coli一抗以1∶1000稀释于一抗稀释剂中。所用的二抗是准备好的，使用包含于WesternBreeze
Figure BPA00001350146800822
显色试剂盒中的碱性磷酸酶偶联的山羊抗兔抗体。在一批中制备足够的试剂，以便处理两次印迹。
3.印迹处理：将本实施例1部分所述的膜(转移后)切成两半，每张膜的一半都用于在自动化仪器中所实施的免疫检测(如图33B所示)，每张膜的另一半用WesternBreeze
Figure BPA00001350146800823
显色试剂盒用户手册描述的标准手动程序在随同该试剂盒一起提供的Falcon皿中进行处理(如图33A所示)。
4.自动化仪器：对于自动化处理，将下述试剂装载至图6所示的实施方案的自动化仪器托盘中：封闭剂、漂洗液(水)、一抗、洗涤液(WesternBreeze
Figure BPA00001350146800824
洗涤缓冲液)、二抗、洗涤液(WesternBreeze
Figure BPA00001350146800825
洗涤缓冲液-第二等份)、漂洗液(水-第二等份)。将生物处理盒插入仪器的槽中，将一半印迹膜装载至图22B所示的实施方案的印迹保持器中，并将其插入仪器的生物处理盒的生物处理腔中。
5.自动化方案：用自动化仪器按下述方案进行下述步骤(其结果显示于图33B中)：
a.封闭：1×30分钟
b.漂洗：2×5分钟
c.一抗：1×60分钟
d.洗涤：4×5分钟
e.二抗：1×30分钟
f.洗涤：4×5分钟
g.漂洗：3×2分钟
6.显示：在上述孵育步骤完成后，用水漂洗2张印迹膜并在化学发光底物中孵育，并用Fuji光度计成像(曝光3分钟)。然后对印迹膜进行漂洗，并于显色底物中孵育20分钟，漂洗，允许稍微干燥，然后用Epson 4990扫描仪成像。显色成像结果显示在图33A和33B中。泳道从左向右为-5μl灵敏预染色Marker、8μl 1∶10稀释的MagicMark、BSA(50ng、25ng、10ng)。
K.实施例20A和20B
基本上与实施例19A-B相同，除了是将蛋白转移到0.2μm的PVDF膜上，用如图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和如图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案(结果显示在图34B中)和手动(结果显示在图34A中)进行两次western印迹，显色成像结果显示在图34A和34B中。泳道从左向右为-5μl灵敏预染色Marker、8μl 1∶10稀释的MagicMark、BSA(50ng、25ng、10ng)。
L.实施例21A和21B
用如图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行两次western印迹，将其结果(图35B)与手动方法获得结果(图35A)进行比较：
1.Western印迹制备：按上述装载并制备一组上文所述的BSA样品。然后用iBlot Gel Transfer Device，按照随同装置一起提供的用户手册操作说明，将蛋白转移到iBot Regular Transfer Stacks的0.2μm的硝化纤维素膜上。
2.印迹处理：将本实施例1部分所述的膜(转移后)切成两半，使用实施例13A-B所述的NFDM/TBST试剂，印迹膜的一半用于自动化仪器(如图35A所示)和手动(如图35B所示)所实施的免疫检测。
3.自动化仪器：对于自动化处理，将试剂装载至图6所示的实施方案的自动化仪器托盘中：将生物处理盒插入仪器的槽中，将一半印迹膜装载至按照如图22B所示的实施方案的印迹保持器中，并将其插入仪器的生物处理盒的生物处理腔中。
4.自动化方案：用自动化仪器(其结果显示在图35B中)和手动(其结果显示在图35A中)进行下述步骤。
a.封闭：1×60分钟
b.洗涤：2×1分钟
c.一抗：1×60分钟
d.洗涤：2×1分钟、1×15分钟和2×5分钟
e.二抗：1×60分钟
f.洗涤：2×1分钟、1×15分钟和2×5分钟
5.显示：在上述孵育步骤完成后，用水漂洗2张印迹并在HRP化学发光底物中孵育，并用Fuji光度计成像(曝光3分钟)。然后对印迹进行漂洗，并与TMB HRP显色底物一起孵育20分钟，漂洗，允许稍微干燥，然后用Epson 4990扫描仪成像。显色成像结果显示在图33中。泳道从左向右为-5μl灵敏预染色Marker、8μl 1∶10稀释的MagicMark、BSA(50ng、25ng、10ng)。
M.实施例22A和22B
用图1C和1D所示的自动化处理装置的实施方案和图12、13A-B和14所示的生物处理盒的实施方案进行两次western印迹，将其结果(图36A)与基本上与实施例19A-B相同的手动方法获得结果(图36B)进行比较，除了对于自动化处理，使所述试剂用与图14中的过程阀1440相关联的通道在生物处理盒的生物处理腔中再循环。显色成像结果显示在图34中。泳道从左向右为5μl灵敏预染色Marker、8μl 1∶10稀释的MagicMark、BSA(50ng、25ng、10ng)。
除非在实施例中明确指出，对于实施例N-W，用盒通过使用吸入管/抽出管、入口阀和位于卡上的泵将流体向上抽至盒，进行所有流体、溶液、试剂、混合物、废物或实施例的任何其他流体产物的泵送/移动。此外，在所述实施例的一些步骤中，在被向上抽至盒之后和被排出盒之前，所述流体可以通过位于盒中的膜/生物处理腔。
N.实施例23
用图1A和1B所示的自动化处理装置和图16-18所示的盒进行核酸纯化，其结果显示在图37中。用所述方案收集的基因组DNA的量随着是否在装置中并入流量扩散器而发生改变。在重悬浮和裂解细胞期间，将裂解的细胞混合物从裂解缓冲液贮存池泵送至重悬浮缓冲液/RnaseA缓冲液混合物贮存池时，通过使用流量扩散器，使基因组DNA的量下降。使用并入流量扩散器的系统所检测的基因组DNA的量3710要少于没有并入流量扩散器的系统所检测的基因组DNA的量3720。然而，用两个装置3730、3740所检测的质粒DNA的量保持相当的值。
1.细胞捕获：将250mL含E.Coli的培养基从位于生物处理盒外部的样品贮存池抽入生物处理盒，并穿过含有Bla065膜的生物处理腔。细胞从培养基中滤出，并且澄清的培养基穿过盒进入废物贮存池。然后对Bla065细胞捕获膜的入口侧施加20PSI的气压，以将残余的培养基从膜和盒移出并移入废物贮存池。
2.细胞的重悬浮和裂解：将RnaseA溶液从外部试剂贮存池抽入盒，泵出盒进入含有重悬浮缓冲液的试剂贮存池，通过盒RnaseA和重悬浮缓冲液被混在一起。然后重悬浮缓冲液/RnaseA混合物被抽入盒，通过所述膜，移出被捕获膜所捕获的细胞。细胞被从捕获膜移出并通过盒进入含有裂解缓冲液的试剂贮存池。然后大约3/4量的裂解细胞混合物从裂解缓冲液贮存池被泵回至重悬浮/RnaseA缓冲液混合物贮存池。然后施加32PSI的气压通过细胞捕获膜出口侧，以使残余的捕获细胞移出进入裂解缓冲液贮存池。然后残余的捕获细胞从裂解缓冲液贮存池被泵送至重浮悬/RnaseA混合物贮存池。
3.中和-然后中和缓冲液被从中和缓冲液贮存池泵送至含有裂解的细胞的贮存池中。然后裂解的细胞/中和缓冲液泵回至裂解缓冲液贮存池中。然后将装置暂停3分钟，以允许细胞碎片层与澄清的裂解相层分离。
4.澄清/结合-然后通过将细胞碎片层从贮存池泵送至盒，并通过Extra-Thick(Xthick)玻璃纤维澄清膜和阴离子交换DNA结合膜，并泵出盒进入废物贮存池，使细胞碎片澄清。然后将阴离子交换洗涤缓冲液从阴离子交换洗涤缓冲液贮存池泵送进盒，通过膜，并泵出至废物贮存池。然后施加32PSI的气压通过阴离子交换膜，以确保将所有的废物都从膜收集进废物容器中。然后将阴离子交换洗脱缓冲液从阴离子交换洗脱缓冲液泵送进盒中，通过膜，并泵出生物处理盒进入含有异丙醇的试剂贮存池，以沉淀pDNA。然后通过将洗脱缓冲液/异丙醇缓冲液泵回至阴离子交换洗脱缓冲液贮存池使该混合物得以混合。然后通过将洗脱缓冲液/异丙醇缓冲液从阴离子交换洗脱缓冲液贮存池泵回至异丙醇贮存池，使得该混合物再一次混合。然后使洗脱缓冲液/异丙醇混合物通过PPTR膜(Bla065)，以捕获沉淀的pDNA。然后所述混合物的残余部分通过盒泵出并进入废物贮存池中。然后将70％的ETOH从ETOH试剂贮存池泵入盒，通过PPTR膜，并泵出至废物贮存池。然后使32PSI的空气通过膜1.5分钟，使膜空气干燥，并且使任何废物从膜穿过被收集进废物贮存池。然后将最终的TE洗脱缓冲液从TE洗脱缓冲液贮存池泵送通过PPTR膜，并泵出至收集管。如图37所示，将用带扩散器的装置所检测的基因组DNA的量与用不带扩散器的装置所检测的基因组DNA的量进行比较。
O.实施例24
用图1A和1B所述的生物处理系统和下述方案可以纯化并捕获核酸。与实施例23相反，实施例24包括部分流量扩散的泵阀杆和细胞重悬浮前已经预混在一起的溶解缓冲液和重悬浮缓冲液。
1.细胞捕获-将250mL含E.Coli的培养液从位于生物处理盒外部的一次性细胞衬垫贮存池(cell liner reservoir)抽入生物处理盒，并穿过含有Bla065膜的生物处理腔。细胞从培养液中滤出，并且使澄清的培养液穿过盒进入废物贮存池。
2.细胞的重悬浮和裂解-将RnaseA溶液从试剂贮存池抽入盒，穿过盒并进入含有重悬浮缓冲液的试剂贮存池。然后将裂解缓冲液从裂解缓冲液贮存池泵入含有重悬浮缓冲液和RnaseA的贮存池。然后将裂解/重悬浮/RnaseA混合物抽入盒，通过膜，以在收集进外部贮存池之前，从细胞捕获膜移出并裂解细胞。然后将剩余的细胞从外部泵入第二贮存池。
3.中和-将中和缓冲液从中和缓冲液贮存池泵送至单独的贮存池中。然后将来自上述第二贮存池的细胞泵入含有中和缓冲液的贮存池中。将自动化系统暂停3分钟，以允许细胞碎片相与澄清的裂解相分离。
4.澄清/结合-然后用扩散器泵将中和的细胞材料从贮存池泵送通过Extra-Thick玻璃纤维澄清膜和阴离子交换DNA结合膜，并泵出进入废物贮存池，使细胞碎片澄清。然后将阴离子交换洗涤缓冲液从阴离子交换洗涤缓冲液贮存池泵送通过膜，并泵出至废物贮存池。然后施加32PSI的空气，通过阴离子交换膜，并出来至废物贮存池。然后将阴离子交换洗脱缓冲液从阴离子交换洗脱缓冲液泵送通过膜，并泵出至含有异丙醇的贮存池，在那里pDNA得以沉淀。然后通过盒将洗脱缓冲液和异丙醇混合物从异丙醇贮存池移至第二贮存池，并回至异丙醇贮存池，使该混合物得以混合。然后将含有沉淀的pDNA的洗脱缓冲液/异丙醇混合物泵送通过含有PPTR膜的生物处理腔，以捕获DNA。培养基的残余部分被移至废物。然后将70％的ETOH从ETOH贮存池泵送通过PPTR膜，并泵出至废物贮存池。然后用32PSI的空气使膜空气干燥1.5分钟，并将PPTR膜释放的任何材料收集于废物贮存池。然后将最终的TE洗脱缓冲液从TE洗脱缓冲液贮存池泵送通过PPTR膜，并收集在收集管中。被收集的DNA显示在图38中。显示所检测的基因组DNA的量3810和质粒DNA的量3820。
P.实施例25
用图1A和1B所示的自动化处理系统和图16-18所示的生物处理盒可以纯化并捕获核酸。其中所述自动化系统被配置带有可变的泵速和步骤定时。
1.细胞捕获-将250mL含E.Coli的培养液从位于生物处理盒外部的一次性细胞衬垫贮存池抽入生物处理盒，并穿过含有Bla065膜的生物处理腔。细胞从培养液中滤出，并且使澄清的培养液穿过盒进入废物贮存池。所述系统运转21分钟的捕获时间，其在每次冲程间有800ms的泵延时。
2.重悬浮并裂解细胞-用每次泵冲间800ms的泵延时，将RnaseA溶液从RnaseA溶液贮存池泵入重悬浮缓冲液贮存池，持续5秒。然后用每次泵冲间800ms的泵延时，将将重悬浮缓冲液和RnaseA泵回至RnaseA溶液贮存池，然后泵回至重悬浮缓冲液贮存池，持续2秒。然后用每次泵冲间800ms的泵延时，将重悬浮/RnaseA缓冲液泵送通过盒进入裂解缓冲液贮存池，持续1分钟。然后用每次泵冲间800ms的泵延时，将RnaseA/重悬浮/裂解缓冲液从裂解缓冲液贮存池运输通过卡进入重悬/RnaseA缓冲液贮存池，使该混合物得以混合，持续1分钟。然后将裂解/重悬/RnaseA混合物泵送通过膜，在那里将捕获在细胞捕获膜上的细胞从膜移出并裂解，然后被运输至裂解/重悬浮/RnaseA试剂贮存池中。用每次泵冲间800ms的泵延时，进行1分45秒的泵送。然后用每次泵冲间1100ms的泵延时，将带有裂解的细胞的裂解混合物泵至裂解缓冲液试剂贮存池，持续1分45秒。
3.中和-用每次泵冲间1100ms的泵延时，将裂解的细胞从裂解缓冲液试剂贮存池泵至中和缓冲液试剂贮存池，持续持续1分45秒。用扩散器将所述溶液从中和贮存池泵至裂解混合物贮存池，持续4.5分钟，每次泵冲间有2500ms的泵延时。然后将自动化系统暂停3分钟，以允许细胞碎片相与澄清的裂解相分离。
4.澄清/结合-用扩散器泵将细胞碎片和澄清的裂解相泵送通过Extra-Thick玻璃纤维澄清膜然后通过阴离子交换DNA结合膜至废物贮存池，使细胞碎片得以澄清，持续5分30秒，所述泵在每次泵冲间有2500ms的泵延时。然后将阴离子交换洗涤缓冲液从阴离子交换洗涤缓冲液贮存池泵送通过阴离子交换膜并泵出至废物贮存池，持续30秒，在每次泵冲间有1100ms的泵延时。然后施加32PSI的气压通过阴离子交换膜，使碎片从膜通过进入废物贮存池。在气压施加2秒后停止，然后阴离子交换洗脱缓冲液泵送通过膜并泵出至异丙醇试剂贮存池，持续30秒，在每次泵冲间有1100ms的泵延时。然后用泵将洗脱缓冲液和异丙醇缓冲液移至第二贮存池并回至异丙醇缓冲液贮存池，使得该混合物得以混合，持续45秒，在每次泵冲间有1100ms的泵延时。然后用32PSI的气压净化废物线路，伴随废物线路中的任何废物穿过到达废物贮存池。在气压施加2秒后停止，打开阀释放压力。然后使系统暂停1分钟，以允许沉淀发生。然后用泵将含有沉淀的pDNA的洗脱缓冲液/异丙醇混合物通过PPTR膜(Bla065)以捕获DNA，并使剩余的混合物穿过到达废物贮存池，持续1分钟，每次泵冲间有1100ms的泵延时。然后用泵将70％的ETOH从ETOH贮存池抽入盒，通过PPTR膜，并泵出至废物，持续25秒，每次泵冲间有1100ms的泵延时。通过对膜施加32PSI的气压，将残余的ETOH从所述线路移出。使系统暂停1秒。然后施加32PSI的气压通过检查阀并泵出至废物，使膜空气干燥1.5分钟。然后用泵施加TE洗脱缓冲液通过PPTR，以将pDNA洗脱入收集管中，持续5分钟，在每次泵冲间有2000ms的泵延时。所检测的基因组DNA(gDNA)的量3910，3920和所检测的质粒DNA(pDNA)的量3930，3940显示在图39中。
Q.实施例26
用图1A和1B所示的自动化处理系统和图16-18所示的生物处理盒可以纯化并捕获核酸，其中所述自动化系统被配置有变动的泵速和步骤定时。用部分流量扩散的泵送步骤进行核酸纯化，其中去除了应用气压、裂解缓冲液与重悬浮缓冲液的预混合。本实施例还使用图8B-8F所示的试剂贮存池托盘。该方案版本最终去除了基因组DNA(gDNA)污染。
1.捕获细胞-将125mL含有E.coli的培养液从一次性细胞衬垫贮存池抽入盒，并通过盒的一个生物处理腔的Bla065膜，以从培养液滤出细胞。将澄清的培养基泵出盒进入废物贮存池，捕获时间为15分钟，在每次泵冲间有700ms的泵延时。然后释放压力并使系统暂停1秒。
2.细胞重悬和裂解-将RnaseA溶液从RnaseA试剂贮存池通过盒泵入重悬浮缓冲液贮存池，持续4秒，在每次泵冲间有800ms的泵延时。然后将重悬浮缓冲液/RnaseA缓冲液泵至裂解缓冲液贮存池，持续45秒，在泵冲间有800ms的泵延时。然后将裂解/重悬浮/RnaseA混合物抽入盒并通过细胞捕获膜。然后将捕获的细胞从膜移出并裂解，并将裂解的细胞泵入重悬浮/RnaseA缓冲液混合物贮存池，持续1分20秒，在泵冲间有800ms的泵延时。
3.中和-用扩散器将裂解的细胞混合物泵至第二贮存池并返回到最初的贮存池，持续3.5分钟，在泵冲间有2500ms的泵延时。用检查阀在盒中吹32PSI的气压2秒，来净化废物线路。将自动化系统暂停30秒，以允许细胞碎片相与澄清的裂解相分离。
4.澄清/结合-用扩散器泵将细胞碎片泵送通过一个生物处理腔中的Extra-Thick玻璃纤维澄清膜并通过另一个生物处理腔中的阴离子交换DNA结合膜，并最后泵送至废物贮存池，使细胞碎片得以澄清，持续8.5分钟，在泵冲间有2500ms的延时。然后将剩余的碎片和缓冲液泵至废液容器，持续30秒，在泵冲间有2500ms的延时。将裂解缓冲液贮存池中剩余的混合物泵至废物容器，持续30秒，在泵冲间有2500ms的延时。然后将阴离子交换洗涤缓冲液从阴离子交换洗涤缓冲液试剂贮存池泵送通过阴离子交换膜，以除去不需要的材料泵出至废物贮存池，持续15秒，在每次泵冲间800ms的延时。然后将阴离子交换洗脱缓冲液泵送通过膜，以洗脱出被捕获的DNA材料至异丙醇试剂贮存池，持续30秒，在泵冲间有1100ms的延时。然后用泵将洗脱缓冲液和异丙醇缓冲液混合物移至第二试剂贮存池并返回至异丙醇试剂贮存池，使得该混合物得以混合，持续30秒，在泵冲间有800ms的延时。然后用32PSI的气压清除废物线路，从而将废物清除至废物贮存池，持续1秒。然后通过打开沿着废物线路的数个阀释放压力。然后使系统暂停2分钟，以允许混合物中的pDNA沉淀。然后将带有沉淀的pDNA的洗脱缓冲液/异丙醇混合物泵送通过PPTR膜(Bla065)以捕获沉淀的DNA，同时使所述混合物的剩余部分流出至废物，持续1分钟，在泵冲间有1100ms的延时。然后将70％的ETOH从ETOH试剂贮存池泵送通过PPTR膜，并泵出至废物。然后施加32PSI通过线路，持续1秒，将剩余的ETOH从所述线路移出并至废物中。然后施加32PSI的空气通过检查阀通过膜并进入废物贮存池中，使膜空气干燥。然后用3000ms的延时，施加最终的TE洗脱缓冲液通过PPTR膜，以洗脱沉淀的pDNA，持续1分20秒。所检测的质粒DNA的量4010显示在图40中。
R.实施例27
用图1C和1D所示的生物处理系统和图12-14所示的生物处理盒可以鉴定蛋白表达。在一些实施方案中，诸如Hybond硝化纤维素膜的硝化纤维素膜可以与所述系统一起使用，尽管任何合适的膜都与所述系统一起使用。
1.样品：使3T3-L1原基细胞系分化为脂肪细胞。然后向一些样品添加胰岛素以刺激pAKT表达。每个样品含有10μg分化的3T3-L1脂肪细胞裂解物。
2.方案：将样品在诸如SeaBlock/TBS/0.5％Tween 20的封闭剂中封闭60分钟。可以使用的任何合适的封闭剂包括MILK、BSA、其他血清、IVG。然后用洗涤缓冲液将样品洗涤2次，1分钟，所述洗涤缓冲液例如为TBS/0.05％Tween 20。可以使用包括PBS在内的任何合适的洗涤缓冲液。此外，洗涤缓冲液中组分的百分比可以发生变化。然后将样品与1/1000AKT(兔)和pAKT(小鼠)一抗或Glut-4(兔)和GADPH(小鼠)一抗在SeaBlock/TBS/0.5％Tween 20封闭剂中共孵育至少900分钟或过夜。然后将样品在TBS/0.05％Tween 20洗涤缓冲液中洗涤3次，5分钟。然后将样品与1nM GAR-QDaot 625和GAM-Qdot 800二抗偶联物(second conjugate)或1μg/mL GAR-AlexaFluor 790(AF790)和GAM-AlexaFluor680(AF680)二抗偶联物在含有0.01％SDS的封闭剂中共孵育60分钟。可以使用的任何合适的标记包括量子点(Qdot)纳米晶体和微球体，所述量子点(Qdot)纳米晶体包括QDots 625、605、655、565、585、705、800和525。在一些实施方案中，一抗偶联物(primary conjugate)可以是山羊抗小鼠IgG(GAM)、山羊抗兔IgG(GAR)或链霉抗生物素。在一些实施方案中，可以将样品偶联至Click-iT
Figure BPA00001350146800911
标记/成像试剂盒。在一些实施方案中，二抗偶联物可以是GAM、GAR、或链霉抗生物素。然后将样品在TBS/0.05％Tween20洗涤缓冲液中洗涤3次，5分钟。然后将样品在水中漂洗2次，5分钟。
3.结果：将使用Q-Dot
Figure BPA00001350146800912
纳米晶体和本文所述装置的结果显示在图41A-41F、图42A-42C以及图43A-43F中。图41A-41F表示使用图1C和1D所示的装置获得的结果。图41A-41C表明在实验台上制备的凝胶获得结果，而图41D-41F则表示用本文所述的装置获得的结果。图41A和41D表明运行两块凝胶鉴定用GAR-Qdot 625标记的AKT(兔)的存在，图41B和41E表明运行两块凝胶检测pAKT(小鼠)+GAM-Qdot 800的存在，以及图41C和41F分别表明图41A和41B和图41D和41E所示的合并的凝胶结果。箭头表明检测到AKT和pAKT两者的泳道。
图42A-42C表示用图1C和1D所述的装置获得结果。图42A显示了AKT(兔)的存在，其中AKT已用GAR-AlexaFluor 790标记。图42B显示了pAKT(小鼠)的存在，其中pAKT已用GAM-AF680标记。图42C显示了图42A和42B所示的凝胶图像。箭头表明检测到AKT和pAKT两者的泳道。
图43A-43F表示在脂肪细胞中存在不同的蛋白，且更具体而言，存在穿过凝胶的等量蛋白。图43A-43F的结果可以用来比较用Qdots或AlexaFlour染料有多少样品被装载在凝胶的每个孔中。图43A显示用GAR-Qdot 625标记的Glut-4(兔)的存在。图43B显示了用GAM-Qdot 800标记的GADPH(小鼠)的存在。图43C显示了图43A和43B合并的成像。图43D显示了用GAR-AF 790标记的Glut-4(兔)的存在。图43E显示了用GAM-AF680标记的GAPDH(小鼠)的存在。图43F显示了图43D和43E的合并成像。
S.实施例28
用图16-18所示的生物处理系统可以实施食品安全分析。由致病微生物引起的食品污染是食品业的主要关注点之一。食品安全病原体检测的传统培养方法浪费时间，并且从开始到结束，可花费超过24小时。食品安全检验的当前需求是确定少量细菌的快速检测，通常在8小时以内，每25克食品样品1立方英尺。这些需求面临快速检测生长缓慢的细菌的挑战，因为在短期的(高达6小时)预富集步骤之后，培养物中可存在少量的细菌。可以用DNA分析进行食品中细菌病原体的检测和鉴定，然而，从大样品体积中提取、纯化并恢复足量的细菌DNA在这些分析中是重要的因素。由于甚至在8小时的富集后，培养物中存在相对少量的病原细菌(通常为0.1-10cfu/mL)，恢复足量的用于下游成功的PCR的细菌DNA是必要的。PCR反应中DNA靶标不充足会导致高Ct值或没有阳性信号。传统的浓缩技术包括下述技术，诸如大样品体积(1ml或更多)的离心、共沉淀细菌、食品样品微粒和常存在于培养物中的其他抑制剂。因此，在PCR或其他分子技术可以使用之前，必须使用强大的DNA提取方案。然而，富集有致病菌的大体积培养物的离心会有损坏容器的风险，并因此严重污染设备和工作区。使用本文图1A和1B所提供的装置和图16-18所示的生物处理盒，可以使用自动化方法和装置从大样品体积制备和提取DNA。
1.样品制备：将食品基质培养物(10-50mL)施加于预过滤器(P)。预过滤器保留大尺寸的微粒且允许细菌流过过滤器。然后将含有大部分细菌的流过物引导至第二过滤器，在那里细菌被过滤器捕获，并且流过物被弃至废物。然后用诸如PrepSeq裂解液的裂解液在第二过滤器上裂解由第二过滤器捕获的细菌，并将裂解物引导至硅胶膜(silica membrane)。来自裂解的细菌的DNA被硅胶膜捕获，且流过物被弃至废物贮存池。然后用PrepSeq洗涤液洗涤硅胶膜，以去除PCR抑制剂。
2.DNA收集：将诸如PrepSeq洗脱缓冲液的洗脱缓冲液泵送通过硅胶膜，以从硅胶膜洗脱DNA。从膜洗脱下的DNA的量可为40μL-115μL。
3.结果：使用本文的生物处理装置允许在相对短的时间内处理超大体积(＞10mL)的复杂样品培养物。自动化样品处理步骤允许从样品基质去除食品微粒，并用硅胶膜捕获细菌DNA提取物。
T.实施例29
用图1A和1B所述的生物处理系统和图16-18所示的生物处理盒可纯化并捕获核酸，其中自动化系统被配置有可变的泵速和步骤定时。使用部分流量扩散的泵送步骤进行核酸纯化，其中去除了应用气压、裂解缓冲液与重悬浮缓冲液的预混合。本实施例还使用图8B-8F所示的试剂贮存池托盘。该方案版本优化了基因组DNA(gDNA)污染的去除。
1.细胞捕获-将150mL含E.Coli的培养液从位于生物处理盒外部的样品贮存池(一次性细胞衬垫贮存池)抽入生物处理盒，并穿过含有Bla065膜的生物处理腔，以从培养液中滤出细胞。将与细胞分离的澄清的培养液泵出盒进入废物贮存池。采用700ms的泵延时，将样品泵送通过生物处理腔，持续15分钟的捕获时间，将保持在盒中的压力释放1秒。
2.细胞重悬浮和裂解：将RnaseA溶液从外部试剂贮存池抽入盒，然后泵出盒进入含有重悬浮缓冲液的试剂贮存池。用800ms的泵延时，将RnaseA溶液泵送4秒。然后将重悬浮/RnaseA缓冲液混合物混在一起。然后将重悬胶/RnaseA缓冲液混合物从缓冲液贮存池泵至裂解缓冲液贮存池。用800ms的泵延时，将混合物泵送45秒。然后将裂解缓冲液/重悬浮/RnaseA混合物从裂解缓冲液贮存池泵送通过膜侧出口，以从细胞捕获膜同时移出并裂解细胞。将混合物泵送通过膜侧出口，排除使用空气移出剩余的捕获细胞的需要。用800ms的泵延时，将混合物泵送1分20秒。用2500ms的泵延时，将扩散的裂解缓冲液/重悬浮/RnaseA混合物泵送至重悬浮/RnaseA混合物贮存池，持续3分30秒。
3.中和：然后将裂解的细胞从第一贮存池泵至第二贮存池，持续3分30秒，在每次泵冲间有2500ms的泵延时。然后将混合物从第二贮存池扩散泵送至第三贮存池，持续6分40秒，在每次泵冲间有2500ms的泵延时。然后将混合物从第三贮存池扩散泵回至第二贮存池，持续5分钟，在每次泵冲间有2500ms的泵延时。然后将第三贮存池中混合物的剩余部分从第三贮存池扩散泵回至第二贮存池，持续5分钟，在每次泵冲间有2500ms的泵延时。然后用检查阀施加32PSI的空气，对废物线路清除2秒。然后将装置暂停5分钟，以允许细胞碎片和澄清的裂解物相分离。
4.澄清/阴离子交换结合：然后用扩散器泵将细胞碎片和澄清的裂解物相材料泵送通过Extra-Thick玻璃纤维澄清膜，然后通过阴离子交换DNA结合膜，并泵至废物贮存池，使细胞碎片澄清，持续10分30秒，所用的泵延时为2500ms。用2500ms的泵延时，将残余的碎片和缓冲液移除，持续1分钟。然后将阴离子交换洗涤缓冲液泵送通过阴离子交换膜，并泵出至废物贮存池，持续40秒，所用的泵延时为2500ms。
5.阴离子交换洗脱和沉淀：将阴离子交换洗脱缓冲液从缓冲液贮存池泵送通过阴离子交换膜，并被泵出至含有异丙醇的贮存池，持续1分30秒，所用的泵延时为1100ms。然后通过将洗脱缓冲液和异丙醇缓冲液混合物从异丙基贮存池泵至洗脱缓冲液贮存池，持续20秒，所用的泵延时为800ms，然后将所述混合物泵回至异丙醇贮存池，持续30秒，所用的泵延时为800ms，使所述混合物混合。然后用32PSI的气压将废物线路清除至废物，持续1秒。然后通过打开阀释放压力。然后将系统暂停2分钟，以允许发生沉淀。
6.将pDNA捕获在沉淀器膜上：将含有沉淀的pDNA的洗脱缓冲液/IPA混合物扩散泵送通过PPTR膜(Bla065)，以捕获DNA。将过滤过的缓冲液泵出至废物，持续4分钟，所用的泵延时为2500ms。然后将70％ETOH从ETOH贮存池扩散泵送通过PPTR膜并泵出至废物，持续30秒，在泵冲间有2500ms的延时。通过施加32PSI的气压1秒，将残余的ETOH从线路移除，通过阀至废物。然后通过施加32PSI的空气通过检查阀并至废物1.5分钟，使膜空气干燥。
7.最后洗脱进收集管：然后用泵冲间3000ms的泵延时，施加TE洗脱缓冲液通过PPTR膜，以将pDNA洗脱进收集管，持续5分钟。
U.实施例30
用上文实施例29所述的方案检验细胞聚集(cell clumping)和添加NaCl减轻细胞聚集的作用。用图1A和1B所述的生物处理系统和图16-18所示生物处理盒运行所述方案。
用上文实施例29所述的方案，将250mM NaCl添加至位于试剂托盘上的125mL的细胞中。通过添加50uL TOP10/DH10B-T1R丙三醇原液至1L含100μg/ml氨苄青霉素的LB培养液中，制备过夜培养物。将125mL细菌培养物倒入试剂贮存池。在利用所述装置开始运行之前，将NaCl(5M)添加至贮存池，以达到所需的NaCl浓度。
在捕获DH10B-TlR细胞之前，比较用0.2M NaCl溶液和0.5M NaCl溶液处理细胞的作用，并且比较结果显示在图44A中。如图44A所示，当与对照比较时，使用0.2M NaCl的溶液时，质粒产量有小幅增加，而0.5M NaCl溶液看起来对质粒产量有不利影响。
在捕获Top 10细胞之前，比较用250mM NaCl溶液和300mM NaCl溶液处理细胞的作用，并且比较结果显示在图44B中。如图44B所示，与对照比较，两种NaCl浓度都增加了从Top 10细胞获得的质粒产量，当使用250mM NaCl浓度时，在被捕获的质粒产量中有55％的增加，并且当用300mM NaCl浓度时在被捕获的质粒产量中有40％的增加。
V.实施例31
用上文实施例29所述的方案检验细胞聚集和添加NaCl减轻细胞聚集的作用。用图1C和1D所述的生物处理系统和图16-18所示生物处理盒，运行所述方案。
NaCl对细胞的预处理：将6.5mL的5M NaCl添加至位于试剂托盘中的125mL培养物中。将来自无盐预处理细胞的质粒产量(对照)与获自用250mM NaCl预处理的细胞的质粒产量进行比较。
图45A显示了获自低光密度(OD)TOP 10细胞(平均密度为1.85的细胞)和高光密度TOP 10细胞(平均密度为2.4-2.5的细胞)的质粒产量，与获自TOP 10对照(无盐处理)的质粒产量间相比。如图45A所示，与对照比较，由250mM NaCl处理的所有TOP 10细胞收集的质粒产量增加了。如图45B所示，运行后收集的最终样品体积不受盐预处理的影响。
W.实施例32
用上文实施例29所述的方案检验细胞聚集和添加NaCl减轻细胞聚集的作用。用图1C和1D所述的生物处理系统和图16-18所示生物处理盒运行所述方案。
NaCl对细胞的预处理：将6.5mL的5M NaCl添加至位于试剂托盘中的125mL培养物中。将来自无盐预处理细胞的质粒产量(对照)与获自用250mM NaCl预处理的细胞的质粒产量进行比较。
图46显示了获自用250mM NaCl预处理的DH 10B-TlR细胞的质粒产量，与无盐预处理的细胞相比。如图46所示，250mM NaCl预处理的细胞与对照细胞相比，获自DH 10B-TlR细胞的质粒产量增加了。
本文所用的术语和表述用作描述性术语而非限制性术语，并且使用这类术语和表述没有意图排除所示和所描述特征的任何等效物或其部分，但是应当理解，在本发明所请求保护的范围内的各种修改都是可能的。因此，应当理解，尽管本发明在某种程度上已经通过优选的实施方案、示例性的实施方案和任选的特征而被具体公开，但是对本文所公开的概念的修改和变化可以求助于本领域技术人员，并且这类修改和变化被认为在附加的权利要求所限定的本发明的范围内。本文提供的具体的实施方案是本发明有用实施方案的实例，并且对本领域技术人员显而易见的是，使用本说明书所示的大量装置、装置组件以及方法步骤的变化，都可以实施本发明。
本申请所引用的所有参考文献通过引用整体并入本文的程度是，其与本申请公开内容不一致。对本领域技术人员显而易见的是，除了本文具体描述那些之外的方法、装置、装置元件、材料、程序和技术，都可以如本文所宽泛公开的那样应用于本发明的实施，而不用求助于不适当的试验方法。本文所具体描述的方法、装置、装置元件、材料、程序和技术的所有本领域已知的功能等效物都意图包括在本发明内。
当本文公开了一组材料、组分、组件或化合物时，应当理解的是，单独公开了那些组和其所有亚组中的所有个体成员。当本文使用马库什组(Markush group)或其他分组时，该组的所有个体成员和该组内所有可能的组合和亚组合都意图单独包括在本公开内。本文所描述的和示例的组分的每种模式或组合除非另有所指，都可以用于实施本发明。每当说明书中提供范围，例如，温度范围、时间范围或组合范围时，包括在所给范围内的所有中间范围和子范围，以及个体数值都意图包括在本公开内。

Claims (30)

1.生物处理盒，其包括：
a)至少一个被配置为容纳固体支持体的生物处理腔；
b)通过至少一个泵与所述生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的过程流体通道，其中所述至少一个泵包括在所述生物处理盒之中或之上。
2.如权利要求1所述的盒，其中所述盒包括至少一个位于所述多个过程流体通道中的至少一个所确定的流路中的入口阀。
3.如权利要求2所述的盒，其中所述至少一个入口阀中的每一个都位于过程流体连接器与所述多个过程流体通道中的至少一个之间的流路中，每个过程流体连接器被配置为将所述盒流体连接至一个或多个流体容器。
4.如权利要求3所述的盒，其中所述盒包括多于一个入口阀，其中每个入口阀置于独立的过程流体连接器和所述多个过程流体通道之一之间的流路中，每个独立的过程流体连接器被配置为将所述盒流体连接至一个或多个流体容器。
5.如权利要求3所述的盒，其中所述过程流体连接器被配置为通过歧管连接至所述流体容器。
6.如权利要求3所述的盒，其中所述过程流体连接器被配置为通过吸入管和/或抽出管连接至所述流体容器。
7.如权利要求3所述的盒，其中所述过程流体连接器是吸入管和/或抽出管。
8.如权利要求2所述的盒，其中所述盒包括入口阀，其位于每个所述过程流体连接器与所述多个过程流体通道中每一个之间的每个流路中。
9.如权利要求1所述的盒，其还包括至少一个位于所述泵和所述腔之间的流路中的过程阀。
10.如权利要求1所述的盒，其中所述盒包括两个或多个生物处理腔。
11.如权利要求1所述的盒，其还包括多个控制流体通道。
12.如权利要求11所述的盒，其还包括连接至所述多个控制流体通道中的每一个的控制流体连接器，每个控制流体连接器被配置为将所述盒流体连接至一个或多个自动化控制系统。
13.如权利要求1所述的盒，其中所述盒包括与至少一个过程流体通道流体连通的染料腔，其中当与流体接触时，位于所述染料腔中的材料改变颜色。
14.自动化生物处理装置，其包括：
a)一个或多个盒槽，每个槽被配置为容纳生物处理盒；
b)可移动的流体容器托盘，其包括至少一个被配置为保持生物处理期间使用的容器的流体容器保持器；以及
c)自动化控制系统，配置为控制至少一个与一个或多个生物处理盒中的生物处理相关联的参数。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述装置包括2-8个盒槽。
16.如权利要求14所述的装置，其中所述盒槽还包括流体歧管，其被配置为将所述流体容器保持器中的一个或多个流体容器与一个或多个过程流体连接器流体连接，和/或流体歧管，其被配置为将一个或多个控制流体连接器连接至一个或多个自动化控制系统。
17.如权利要求14所述的装置，其中所述盒槽包括多个用于容纳盒上的吸入管和/或抽出管并导引所述吸入管和/或抽出管进入所述流体容器保持器内的流体容器中的开口或导引部件。
18.如权利要求14所述的装置，其中所述自动化控制系统独立地对每个所述盒槽中生物处理盒上的所述泵和所述阀提供控制。
19.自动化生物处理方法，其包括：
a)提供生物处理盒，其包括
i)至少一个其中容纳固体支持体的生物处理腔；和
ii)与所述生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的过程流体通道；以及
b)将至少一种过程流体泵送通过所述多个过程流体通道中的至少一个并泵入所述生物处理腔。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述泵送包括将一种或多种试剂和/或样品泵入所述处理腔且与所述固体支持体接触。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述泵送包括使至少一种所述试剂从接近所述腔上部的通道通过所述盒上的泵流通并进入接近所述腔底部的通道。
22.如权利要求19所述的方法，其中所述泵送包括泵送至少一种过程流体通过或穿过所述至少一个生物处理腔中的过滤器或膜的表面。
23.如权利要求19所述的方法，其中所述方法包括自动化western印迹处理方法。
24.如权利要求19所述的方法，其中所述方法包括自动化核酸分离、纯化和/或收集方法。
25.对固体支持体施加一种或多种流体的方法，其包括下述步骤：
a)将至少一个生物处理盒插入生物处理装置，所述生物处理盒包括：
i)至少一个其中容纳固体支持体的生物处理腔；以及
ii)与所述生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的通道；
b)在所述盒上实施泵送次序，其中所述泵送次序包括进入一个或多个流体添加循环，其中将流体从所述一个或多个容器泵送通过所述流体流动通道之一并泵入所述腔中；
其中在任何所述流体循环中所添加的流体与任何其他所述流体循环中的流体相同或不同。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述泵送次序还包括每次流体添加循环之后进入清除循环，其包括将所述腔中的流体泵入指定的废物容器。
27.如权利要求25所述的方法，其中所述泵送次序还包括在任何流体添加循环之后进入流通循环，其中所述流通循环包括打开连接于所述腔底部的流体流动通道中的阀，并将流体从所述腔的底部泵送通过一个或多个流体流动通道并泵入所述腔的顶部。
28.如权利要求25所述的方法，其还包括用可编程式控制器起始和终止所述泵送次序。
29.如权利要求25所述的方法，其中在每个所述盒上所实施的泵送次序同时进行。
30.自动化生物处理系统，其包括：
a)生物处理装置，其包括：
i)一个或多个盒槽，每个槽被配置为容纳生物处理盒；和
ii)自动化控制系统，被设置为控制至少一个与一个或多个生物处理盒中的生物处理相关联的参数，以及
b)一个或多个生物处理盒，其包括
i)至少一个被配置为容纳固体支持体的生物处理腔；
ii)通过至少一个泵与所述生物处理腔流体连通的多个中尺度的和/或微尺度的过程流体通道，其中所述至少一个泵包括在所述生物处理盒之中或之上。
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